مقدار سرى زير چقدر است؟

1+2+3+4+...=?

خب جواب بديهى بينهايته چون مجموع بينهايت عدد مثبت كه مقدار اعداد نيز به صورت نامحدود زياد مى شوند بايد بينهايت باشد اما در واقعيت فيزيكى اين مقدار برابر 1/12- است!!

1+2+3+4+...=-1/12

رامانوجان رياضيدان هندى يك اثبات زيبا براى اين مقدار دارد هر چند كه كار او از نظر رياضيات اشتباه به نظر مى رسد ولى نكته جالب وجود اين مقدار در دنياى فيزيكى است.

در فيزيك آزمايشى به اسم اثر كازمير داريم كه در آن دو صفحه فلزى بدون بار را با فاصله بسيار كم (چند نانومتر) در خلأ كنار هم قرار مى دهند. دانشمندان پى بردند كه نيرويى باعث نزديك شدن صفحات به يكديگر مى شود كه با توجه به خنثى بودن صفحات و ناچيز بودن نيروى گرانش منشأ آن بايد چيز ديگرى باشد.

در بررسى يك بعدى مقدار اين نيرو متناسب است با:
-(1+2+3+...)πhc/2x^2
(علامت منفى به دليل جاذبه بودن نيرو و x فاصله دو صفحه از هم و h ثابت پلانك و c سرعت نور)

اما اين نيرو بينهايت نيست و مقدار آن برابر است با:
πhc/24x^2

بنابراين مقدار اين سرى در واقعيت محدود و برابر 1/12- است. اما منشأ اين نيرو مرموز چيست؟ اين نيرو در اثر ذرات مجازى كه همواره در خلأ بوجود مى آيند و از بين مى روند ايجاد مى شود. اين ذرات كه به صورت زوج ذره و پاد ذره ايجاد مى شوند در خارج صفحات تكانه بيشترى نسبت به داخل صفحات ايجاد مى كنند و باعث نزديك شدن صفحات به همديگر مى شوند.

(انرژى بين صفحات متناسب با اين نيرو , منفى است و ذراتى كه در دنياى واقعى وجود دارند نمى توانند انرژى منفى داشته باشند و به ذراتى كه زير سطح انرژى صفر قرار دارند اصطلاحا ذرات مجازى مى گويند)

🆔@science_fun

Comments

Be the first to add a comment