PhiTOP - Stehaufkreisel aus Aluminium

Das PhiTOP ist ein aus Aluminium gefertigter Handschmeichler, ein kinetisches Kunstwerk und zugleich ein Stehaufkreisel in Form eines gestreckten Ellipsoid, das nach dem Goldenen Schnitt konstruiert wurde. Das bedeutet: Teilt man die lange Seite durch die kurze Seite, erhält man die Zahl 1,618, auch Phi genannt.

Dieses Teilungsverhältnis spielt in der Natur, in der Geometrie, der Architektur sowie der Kunst eine überragende Rolle und wird vom Menschen als besonders harmonisch empfunden. Physikalisch ist das PhiTOP außerdem aus den folgenden Gründen interessant. Dreht man das PhiTOP über die lange Seite an, dann richtet es sich auf und der Schwerpunkt wandert nach oben wie bei einem Stehaufkreisel, den man stark andreht. Energetisch ist das nämlich für diese Körper unter Rotation günstiger, intuitiv aber für den Menschen kaum fassbar.

Der Erfinder des PhiTOP, Kenneth Brecher, ist emeritierter Professor für Astronomie und Physik an der Boston University, USA. Das PhoTOP entstand dabei nicht nur aus seine langjährigen Interesse für Kunst, Mathematik und Phänomene aus dem Bereich der visuellen Wahrnehmung. Bereits in den 1970er-Jahren befasste er sich intensiv mit der Dynamik rotierender und präzedierender Neutronensterne. Seither hat ihn die Faszination von kreiselnden Objekte aller Art nicht mehr losgelassen. Parallel zu seinen Forschungen entwickelte er ab den 2000er Jahren eine Reihe von Hands-on Bildungsmaterialien sowie Software zu den Themen Licht, Optik, Farbe und visueller Wahrnehmung. Ab 2015 begann er physikalisches Spielzeug zu entwickeln und zu vertreiben. Darunter befindet sich das PhiTOP sowie das PhoTOP, das Sie hier finden.

Aufgrund der geringen Reibung, rotiert das PhiTOP ganz besonders lang, im Video zum Beispiel fast 6 Minuten. Im Video kann man auch sehen, wie man das PhiTOP am besten andreht.

Obwohl das PhiTOP aus Aluminium gefertigt und nicht-magnetisch ist, verlangsamt sich die Rotation, wenn man einen starken Magneten in seine Nähe bringt. Damit kann man das Lenz’sche Regel zeigen. Durch den Magneten entstehen im rotierenden Aluminium Wirbelströme, die wiederum ein Magnetfeld erzeugen, das dem des Magneten entgegengesetzt ist. Dadurch kommt es zur Verlangsamung der Rotation.

Lissajous-Figuren entstehen, wenn sich zwei harmonische, rechtwinklig zueinander stehende Schwingungen überlagern. Dies ist auch beim PhiTOP unter Rotation über die lange Seite der Fall.

Erdacht hat es der amerikanische Physikprofessor Kenneth Brecher, der auch das Patent darauf hält.