De los cohetes a la investigación del cáncer: así es como el número pi influye en nuestras vidas

Los fanáticos de las matemáticas y los entusiastas de los postres se unen para celebrar el Día de Pi cada 14 de marzo, la fecha que representa los tres primeros dígitos de la constante matemática pi.

Pi, que representa la proporción entre la circunferencia de un círculo y su diámetro, es aproximadamente igual a 3,14159, pero sus dígitos continúan para siempre. En la escuela, quizá la usaste para calcular el área de un círculo o el volumen de un cilindro. Pero las aplicaciones de pi son infinitas y forman parte de cada rincón de nuestro mundo.

La festividad fue creada en 1988 por Larry Shaw, un físico del museo de ciencias Exploratorium en San Francisco.

“Tenía una visión del mundo muy abierta y amplia y vio una oportunidad con este número, este concepto matemático, para comunicar a la gente la alegría de aprender matemáticas”, señaló Sam Sharkland, director de programas públicos del museo, quien trabajó con Shaw antes de que muriera en 2017.

Aunque comenzó como una pequeña celebración del personal con pastel, pronto se convirtió en una gran procesión en la que cientos de visitantes marchaban alrededor del santuario de pi, cada uno llevando un dígito. Los asistentes suelen llegar temprano para reclamar su dígito favorito para el desfile. Una mujer que tiene el símbolo tatuado en el cuello va todos los años y marcha cerca del frente con una bandera de pi, señaló Sharkland.

La celebración comienza a la 1:59 de la tarde, cifra que representa los siguientes tres dígitos de pi.

Estas son algunas formas en que pi se utiliza en la vanguardia de la ciencia.

Pi en el espacio exterior

En el campo de la ingeniería mecánica y aeroespacial donde se desempeña Artur Davoyan, pi es tan fundamental que sería difícil señalar un solo caso de uso, explicó.

Pi forma parte de “literalmente cada fórmula que usarías para hacer cualquier cálculo, como el movimiento de una nave espacial, los materiales y cómo funcionan, o los sistemas de propulsión”, afirmó Davoyan, profesor de la Universidad de California en Los Ángeles.

Cualquier cosa que sea redonda o tenga propiedades cíclicas o repetitivas —como las ondas de radio— tiene que ver con pi. Incluso los cuadrados o las formas irregulares pueden descomponerse en una serie de círculos progresivamente más pequeños y calcularse con pi, indicó.

En sus investigaciones, Davoyan analiza cómo crear nuevos sistemas de propulsión para enviar naves espaciales más rápidamente a los confines del sistema solar, con el fin de recopilar y devolver información a la Tierra. Señaló a las Voyager 1 y 2 de la NASA, que se lanzaron en 1977 pero no llegaron al espacio interestelar hasta 2012 y 2018.

Para enviar una señal a esas sondas espaciales, la NASA debe calcular la posición exacta de la Tierra en su órbita alrededor del sol y diseñar antenas de comunicación usando pi. Luego, los científicos vuelven a usar pi al recibir y descomponer señales complejas que se transmiten de regreso a la Tierra.

“Digamos que los extraterrestres nos envían algo, algo con lo que no sabemos cómo lidiar”, planteó Davoyan. “Entonces, lo primero que haríamos sería intentar dividirlo en funciones simples... y resulta que, cuando hacemos esta operación, de manera natural tendrámos pi en ello”.

Minúsculas gotas de pi

Pi también aparece con frecuencia al estudiar pequeñas cantidades de fluidos.

Dino Di Carlo, jefe del departamento de bioingeniería de la Escuela de Ingeniería Samueli de la UCLA, realiza investigaciones que consisten en crear pequeñas partículas a partir de polímeros que actúan como diminutos tubos de ensayo para células. Esto se utiliza como una herramienta importante para examinar de cerca las células y aprender sobre sus funciones y lo que hay dentro de ellas.

La constante pi se usa para calcular cómo formar esas gotas, en cálculos de tensión superficial que determinan cómo pueden fragmentarse y cómo los investigadores pueden controlar el tamaño de esos volúmenes, explicó.

Di Carlo utiliza esta técnica para encontrar anticuerpos —pequeñas proteínas que combaten enfermedades en el cuerpo— que podrían bloquear señales emitidas por células cancerosas.

Pi también es una parte importante de los cálculos al analizar cómo fluyen los líquidos a través de tubos y barreras. Un ejemplo es cuando la muestra de fluido fluye lentamente de lado en una prueba casera de COVID-19.

Di Carlo utilizó estas propiedades para idear una nueva prueba para la enfermedad de Lyme que puede realizarse en 20 minutos, en lugar de días o semanas como antes.

“Como ingeniero y científico, (pi) es simplemente parte de la vida. Tal vez lo he dado por sentado”, expresó.

___

Esta historia fue traducida del inglés por un editor de AP con la ayuda de una herramienta de inteligencia artificial generativa.