¿He descubierto cómo calcular la masa del protón usando solo números enteros? [cerrado]

¿Sería posible que la masa del protón se pueda calcular mediante una serie de secuencias enteras? ¿O es solo una curiosidad?

Editar 18 de septiembre de 2019 --- La masa más reciente del protón se ha desviado de esta suma. ¡Es una curiosidad!

metro = 1 1 ( metro 2 + 1 ) 2 metro =

NSum[1/Pochhammer[m^2+1,2m], {m,1,\[Infinity]}, WorkingPrecision -> 50]

Edite la coincidencia de los primeros ocho dígitos a partir de 2016. Pregunta en math.SE Los
primeros siete dígitos coinciden con la masa del protón en kilogramos.
1.6726218229590580987863882056891582636342622102204 × 10 27
1.672621 × 10 27 - de OEIS revisado el 15/11/12
1.672621777 × 10 27 - de Wikipedia

¿Qué quiere decir que en algún momento en el futuro, la masa del protón no se hará más precisa agregando 4.5 × 10 35 al número actual?

Editar para explicar la motivación.

Cada vez que obtengo un resultado que no reconozco, lo busco en OEIS. Encontré este número.

Publiqué en Mathematica.SE con la intención de pedir consejo sobre cómo probar que converge. Eso haría de este número una constante.

Si esto es una "casualidad" o el resultado de "números pequeños", vale la pena explorarlo.

Editar: Sí converge.

Pensamientos finales

F pags = 0.16726218229590580987863882056891582636342622102204

es el valor 0-dimensional de un fractal conocido como la Curva de Hilbert .

Para obtener el valor tridimensional mínimo: F × 10 ( ( d i metro mi norte s i o norte + 1 ) ! ) dónde 0 d i metro mi norte s i o norte 3 .

Esto da como resultado el valor de un 1 × 1 × 1 cubo (casualmente, la definición del gramo).

Para obtener kilogramos: F × 10 ( ( d i metro mi norte s i o norte + 1 ) ! + 3 ) .

Postulo que la fractalidad es la influencia estabilizadora sobre el protón.

coda

Estoy de acuerdo con todos en que me he equivocado sobre la importancia de esta constante. He publicado la constante en OEIS A219733 . Gracias por su paciencia.

@IstvánZachar, no conocía ese sitio. Supongo que podría migrar.
¡Agradable! pero el problema aquí es que la masa es una cantidad dimensional, por lo que la misma representación entera puede no ser válida en otras unidades. Quizás podría ser más útil si uno puede tratar de representar (digamos) la proporción de masa de protones y electrones como una expresión de este tipo en términos de números enteros.
Punto menor: un protón no pesa 167 gramos.
¡Más bien descubrió el secreto oculto en la construcción del urkilogramo que dio lugar a este valor numérico particular!
Todo el mundo, o al menos el PDG, sabe que la masa adecuada de un protón es 938,272 (en METRO mi V / C 2 , por supuesto). Lo que Mark, Arnold y yo queremos decir es que estás tratando la unidad "kiligramo" como si tuviera una importancia fundamental cuando es bastante arbitraria.
@FredDanielKline: ¿A qué "converge"? La masa del protón es una cantidad determinada experimentalmente con una incertidumbre finita. La convergencia no tiene sentido en este escenario: todo lo que puede esperar es una predicción que concuerde con el valor actual dentro de su incertidumbre experimental.
Y, para repetir: el valor en kilogramos no tiene sentido. Esto no puede ser más que una casualidad.
@EmilioPisanty, todo lo que puedo hacer es mostrar que converge en un número. Puedo hacer que la suma infinita se detenga cuando se alcanza una precisión específica.
1,6726218229590580987863882056891582636342622102204*10^-27 con una precisión de 50.
Sí, pero ¿ a qué converge ? ¡No tiene sentido decir que "converge a la masa del protón" porque la masa del protón solo se conoce con una precisión finita de todos modos!
@EmilioPisanty, si tuviera este algoritmo en 1958 cuando estaba en la escuela secundaria, estaríamos comparando este número con 1.67339*10^-27 y obtendríamos la misma reacción.
No. Te estás perdiendo la física crucial del problema. Lea los comentarios y las respuestas en detalle y piense en la física de lo que estamos diciendo en lugar de concentrarse en los números.
Esto es completamente incorrecto. La masa protónica correcta es 1.14610984 × 10 28 babosa. ¿Qué es esta ciencia basura del kilogramo?
Fred, la conclusión aquí es que un kilogramo es una unidad de masa arbitraria, y si usaras una unidad diferente, tendrías un número diferente para explicar. Los números reales en física que la gente busca explicar son cantidades como "la relación entre la masa del protón y la masa del electrón", que no dependen de las unidades.
@MitchellPorter, este es un número fortuito. Creo que los kilogramos aparecen debido a la base 10. La fórmula en la que estaba trabajando estaba destinada a una extensión del FTA para números primos dentro de secuencias finitas. Si quitas el 10 26 y mantener sólo el metro 2 usted tiene Zeta (2).
@FredDanielKline: también puede medir cosas en libras, usando la base 10, y si lo hiciera, tendría un resultado numérico diferente. El kilogramo es completamente arbitrario, es la masa de agua, una sustancia arbitraria, de un volumen arbitrario. Consulte en.wikipedia.org/wiki/Planck_units para obtener más detalles, para obtener las ideas a las que aluden otros que mencionan proporciones como la masa del protón y la masa del electrón.
Fuera de tema, ¿cómo obtuvo 1k vistas para esta pregunta en menos de una semana? Mis propias preguntas sobre proxies masivos nunca alcanzan un número tan alto de visitas, ni ganan reputación.
Por cierto, sé que no estoy en química. Intercambio de pilas cuando alguien usa kilogramos y nadie ni siquiera nombra el número de Avogadro.
@arivero, 1k en 1 día. El resto desde entonces. La votación ha sido a favor/a favor/a favor, lo que me da un poco de reputación pero no fomenta la pregunta.
Esto me recuerda esa simple suma que encontré y que resultó en la proporción de una milla a un kilómetro... : ) norte = 1 norte norte + 1 Pero ese 26 parece raro, arbitrario.
@Fred Kline: ¿puede considerar publicar su trabajo? muchas soluciones matemáticas de los últimos siglos han encontrado sus aplicaciones en la Física.
@DominicGuana, no he considerado la publicación, porque no creo que el número tenga un significado real.
Voto para cerrar esta pregunta como fuera de tema porque es imposible tomarla en serio.

Respuestas (3)

Para formalizar el comentario de dushya como respuesta:

Dado que el kilogramo es una unidad arbitraria hecha por el hombre, el valor numérico real de la masa del protón en kilogramos no tiene sentido (es decir, es tan bueno como su valor en libras, onzas, piedras, masas solares, MONTE / C 2 , etc.). Las verdaderas constantes fundamentales de la naturaleza son adimensionales: tienen el mismo valor en cada sistema de unidades. Por lo tanto constantes dimensionales como C , , GRAMO , y de hecho metro pags y metro mi , no son muy significativos y se pueden establecer en 1 con una elección juiciosa de unidades (que se hace con bastante frecuencia).

Las verdaderas constantes fundamentales son a menudo proporciones de cantidades dimensionales, como la constante de estructura fina,

α = mi 2 / 4 π ϵ 0 C ,
que cuantifica qué tan fuerte, en una escala cuántica, es la interacción electromagnética. En términos de masa, las constantes que le gustaría predecir son cosas como la relación metro pags / metro mi 1800 , y así.

Dado eso, la fórmula que has encontrado es solo una casualidad: una consecuencia del hecho de que elegimos como nuestra unidad básica de masa la masa de un cubo de agua cuyos lados miden la cienmillonésima parte de un cuarto de meridiano.


EDITAR, dado el largo hilo de comentarios:

@Fred, déjame tratar de reformular esto un poco para ver si puedo sacar a la superficie la arbitrariedad de la que estamos hablando. El número real que has descubierto es el inverso del que has publicado:

10 26 metro = 1 1 ( metro 2 + 1 ) 2 metro 5.978638 × 10 26 ,
que parece aproximarse dentro del error experimental al número de protones y neutrones que caben, al nivel del mar y a temperatura "ambiente", en una caja cúbica de un lado grande que contiene ese químico común particular que se encuentra en fuentes de agua potable, fregaderos de cocina, lagos, e incluso cayendo del cielo (en la Tierra) con bastante frecuencia. 

Dado que el protón es realmente bastante fundamental, cualquier influencia estabilizadora de la fractalidad debe tener en cuenta el tamaño de la Tierra, su clima predominante hace cien años, la abundancia de agua en ella y el estado químico detallado de los cerebros de un número. de caballeros principalmente franceses que se sentaron hace un tiempo para tratar de hacer que los sistemas de unidades (que siempre son arbitrarios) al menos sean simples de trabajar.

Esto le permite hacer una predicción --- el significado de la coincidencia le dice aproximadamente el número de intentos que ha hecho para obtener tal coincidencia. La relación entre la masa de un protón y la masa de un cilindro de acero en París fue determinada por la psicología de algunos revolucionarios franceses.

Pero a partir de la precisión que obtiene, uno puede estar 99.99% seguro de que realizó automáticamente una búsqueda automática de cientos de miles de secuencias enteras, probablemente revisando la base de datos y comparándola con una lista de aproximadamente 100 constantes físicas. Cuando uno está haciendo una búsqueda de este tipo, debe decir el número de intentos.

Un caso histórico en el que algo como esto fue significativo fue cuando la gente a principios del siglo XIX notó que 1 ϵ 0 m 0 = C . Esto fue una sorpresa en aquel entonces (el sistema de unidades no lo convirtió en una definición como lo hace hoy, ni tampoco era obvio a partir del postulado de la relatividad). No hay muchos más casos de numerología como este que sean significativos.

No estoy tan seguro de si se realizó una búsqueda formal por parte de una persona; si era una búsqueda, ¿una búsqueda sobre qué? Los valores finales de m; y se detuvo en 3? Es más probable que un grupo de matemáticos esté haciendo varios cálculos de forma independiente; el resultado de uno parece familiar; y esa persona publica la pregunta aquí.
@claytontstanley: Creo que el tipo hizo una búsqueda sistemática en la base de datos de secuencias enteras. Consideré la posibilidad de un accidente distribuido, es posible, por supuesto, pero creo que es poco probable en este caso. Para obtener 7 dígitos de coincidencia, necesita 10,000 personas buscando en cien secuencias diferentes cada una, lo dudo. También es un uso de Mathematica y la base de datos de secuencias enteras, por lo que quizás fue un truco publicitario de un empleado de Wolfram. Quién sabe.
No es más que la suma de los recíprocos de los productos de los números entre cuadrados consecutivos.
@FredDanielKline: Y estoy seguro de que es una de las millones de secuencias enteras en la base de datos.
Tanquam ex ungue leonem. Supe después de las dos primeras líneas, sin ver la firma, que estaba leyendo a Ron (+1)

no, me temo que no has descubierto una relación físicamente relevante hasta que pruebes cuál es la relación entre la serie y los términos que definen la teoría en la UV (como gramo 3 en alguna escala m , metro tu , d , correcciones electromagnéticas...). Estaría mucho más impresionado si pudiera obtener al mismo tiempo una fórmula similar para la masa del neutrón que es 'casi' como un protón al lado de las pequeñas masas de los quarks arriba y abajo y la carga eléctrica. Como dije, estas cosas deben entrar en tu fórmula para darte metro pags r o t o norte metro norte mi tu t r o norte .

Bueno, sí, pero podría argumentar que esto le dice algo sobre la fuerza fuerte o el protón o lo que sea, hasta el punto en que debe considerar la ruptura de la simetría de isospín. La razón por la que esto es una chimenea no es la asimetría de protones/neutrones, es que las matemáticas puras no pueden decir nada sobre las cantidades medidas en kilogramos.
tal vez no he escrito bien lo que quería subrayar: a pesar de que se te ocurre una fórmula mejorada que da metro pags r o t o norte en términos de por ejemplo metro W (en lugar de una unidad aleatoria de masa como kg), todavía no significa nada para mí hasta que muestres cómo los términos de la serie surgen de QCD. La gente suele olvidar que conocemos muy bien la teoría detrás de las interacciones fuertes (al menos hasta energías de pocos TeV) que es QCD que se define por cantidades físicas como Λ q C D , metro tu , d , θ q C D .
un comentario más: es muy difícil de calcular metro pags r o t o norte de primeros principios, nada más. Si viene con una fórmula y no dice nada más que mostrar que coincide con el valor medido de metro pags r o t o norte entonces es más o menos como volver a establecer cuál es la masa del protón (de una manera muy artificial), en lugar de explicarlo.
claro, pero ciertamente se han hecho descubrimientos físicos al encontrar "accidentes" en los datos (por lo general, cantidades físicas que no dependen de alguna supuesta variable independiente), y luego generar explicaciones teóricas para esos accidentes. Si (por ejemplo, estoy inventando cosas), tenías alguna relación como metro pags = ( 1 mi π ) metro norte o lo que sea, podría ser una razón potencial para buscar la respuesta en QCD, o modificaciones de la misma.