Concept

Plate trick

In mathematics and physics, the plate trick, also known as Dirac's string trick, the belt trick, or the Balinese cup trick, is any of several demonstrations of the idea that rotating an object with strings attached to it by 360 degrees does not return the system to its original state, while a second rotation of 360 degrees, a total rotation of 720 degrees, does. Mathematically, it is a demonstration of the theorem that SU(2) (which double-covers SO(3)) is simply connected. To say that SU(2) double-covers SO(3) essentially means that the unit quaternions represent the group of rotations twice over. A detailed, intuitive, yet semi-formal articulation can be found in the article on tangloids. Resting a small plate flat on the palm, it is possible to perform two rotations of one's hand while keeping the plate upright. After the first rotation of the hand, the arm will be twisted, but after the second rotation it will end in the original position. To do this, the hand makes one rotation passing over the elbow, twisting the arm, and then another rotation passing under the elbow untwists it. In mathematical physics, the trick illustrates the quaternionic mathematics behind the spin of spinors. As with the plate trick, these particles' spins return to their original state only after two full rotations, not after one. The same phenomenon can be demonstrated using a leather belt with an ordinary frame buckle, whose prong serves as a pointer. The end opposite the buckle is clamped so it cannot move. The belt is extended without a twist and the buckle is kept horizontal while being turned clockwise one complete turn (360°), as evidenced by watching the prong. The belt will then appear twisted, and no maneuvering of the buckle that keeps it horizontal and pointed in the same direction can undo the twist. Obviously a 360° turn counterclockwise would undo the twist. The surprise element of the trick is that a second 360° turn in the clockwise direction, while apparently making the belt even more twisted, does allow the belt to be returned to its untwisted state by maneuvering the buckle under the clamped end while always keeping the buckle horizontal and pointed in the same direction.

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Concepts associés (5)
Spin
Le 'spin' () est, en physique quantique, une des propriétés internes des particules, au même titre que la masse ou la charge électrique. Comme d'autres observables quantiques, sa mesure donne des valeurs discrètes et est soumise au principe d'incertitude. C'est la seule observable quantique qui ne présente pas d'équivalent classique, contrairement, par exemple, à la position, l'impulsion ou l'énergie d'une particule. Il est toutefois souvent assimilé au moment cinétique (cf de cet article, ou Précession de Thomas).
3D rotation group
In mechanics and geometry, the 3D rotation group, often denoted SO(3), is the group of all rotations about the origin of three-dimensional Euclidean space under the operation of composition. By definition, a rotation about the origin is a transformation that preserves the origin, Euclidean distance (so it is an isometry), and orientation (i.e., handedness of space). Composing two rotations results in another rotation, every rotation has a unique inverse rotation, and the identity map satisfies the definition of a rotation.
Spineur
vignette|Le cube peut tourner continument sans que les ficelles qui le retiennent s'emmêlent. Après un mouvement de 360°, la configuration a changé. Mais au bout de 720° on revient à la position initiale. Un cube "détaché" se comporte comme un vecteur ordinaire, le cube attaché comme un spineur. Formellement, un spineur est un élément d'un espace de représentation pour le groupe spinoriel.
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