Møbiusløkken:
Visualiser dette!
En matematisk finurlighet
jeg har moret meg over lenge er den såkalte Møbius-løkken.
Et vanlig papirark
har to sider, en forside og en bakside. Hvis en flatlender
(en todimensjonal skapning) bor på arket vil han ikke
kunne komme fra den ene siden til den andre uten å gå
rundt en kant.
Det samme er tilfelle
om arket er krummet til en hul sylinder, det har en utside
og en innside som er adskilt av kanter. En flatlender som
bor på utsiden av sylinderen vil kunne gå 360°
rundt og være tilbake der han startet. Innsiden kan
han aldri nå, da altså forutsatt at han ikke kan
gå rundt en kant.
Hvis derimot den ene
kanten av arket ble vridd 180°
før sammenføyningen skjer noe spennende:
Arket har nå
bare en felles overflate (Eat dust, Sausure!). Det er ikke
lenger mulig å snakke om for- og bakside, inn- og utside.
Hvis flatlenderen går en runde på 360°
nå er han ikke tilbake ved utgangspunktet, men
"på vranga" av der han startet. Han må gå
360° til for å komme
tilbake til utgangspunktet. Videre kan han nå alle punkter
på en Møbius-løkke uten å gå
rundt kanten.
En Møbius-løkke
får sine spesielle egenskaper fordi den er et todimensjonalt
legeme krummet i tre dimensjoner. Neste trinn er verre: Gjør
det samme med en kule, vri den så den får en felles
overflate. Jeg har lenge antatt at for å visualisere
noe slikt må man enten være geni eller sprøyte
gal (i det minste har ikke jeg klart det...). Jeg har ikke
engang vært helt sikker på at noe slikt kan finnes.
Jeg følte derfor stor tilfredshet da det nylig gikk
opp for meg at slike legemer antagelig er til. Egentlig har
jeg visst om to ting lenge uten å kople dem.
I kvantefysikken snakker
man om en egenskap som kalles spinn. Dette er ikke helt det
samme som vi mener med spinn i vår observerte makroverden,
bl. a. fordi spinn kan opptre i halvtallige verdier. For eksempel
har elektronet spinn lik 1/2. Dette betyr at hvis du finner
et passende elektron, overtaler det til å oppføre
seg som en klassisk dannet partikkel og ikke veive rundt som
en bølge, setter et kryss på det med kvante-tusjen
din og dreier det 360° rundt,
så vil du se - ingenting! Du må dreie elektronet enda 360°
før du ser igjen krysset. Oops. Dette lød da
kjent...
|