Le nombre Pi découvert dans… un atome d’hydrogène

Les chercheurs ont découvert que le nombre Pi, une des constantes des mathématiques, était présent dans le monde de la physique quantique. Ce nombre reflète précisément la répartition des toutes les "orbites" possibles des électrons dans un atome d’hydrogène, annonce l’article publié dans le Journal of Mathematical Physics.

Pi est un nombre qui représente le rapport constant de la circonférence d'un cercle à son diamètre. C'est une des constantes les plus importantes des mathématiques.

Le chercheur Tamar Friedmann, de l'Université de Rochester (Etats-Unis) et son collègue Carl Hagen sont venus à une telle conclusion surprise en essayant de construire un modèle pratique des niveaux énergétiques auxquels les électrons peuvent se situer par rapport au noyau, dans un atome d'hydrogène.

"Ce qui est essentiel, c'est que notre découverte réunit de façon élégante la physique et les mathématiques. Je suis surpris de constater comment une formule purement mathématique du XVIIe siècle caractérise un système physique qui n'a découvert que 300 ans plus tard", a déclaré M.Friedmann.

Les chercheurs sont arrivés à cette conclusion en étudiant les mouvements des électrons sur les différents niveaux énergétiques. Plus l'électron était éloigné du noyau, plus son orbite ressemblait à un cercle parfait.

L'étude de ces cercles a permis de se rappeler une formule introduite par un mathématicien britannique en 1655 pour définir le nombre Pi. Les paramètres de cette formule reflétaient exactement la répartition des propriétés réelles et découvertes des niveaux énergétiques.

Selon les chercheurs, la découverte du sens physique du nombre Pi affirme l'existence de liens entre le monde abstrait des mathématiques et le monde réel de la physique.