Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Geometrie: Rationale Tetraeder

Wie viele Tetraeder gibt es, deren Flächen rationale Winkel einschließen? Nach jahrzehntelanger Suche ist es vier Mathematikern nun gelungen, dieses hartnäckige Rätsel zu lösen.
Tetraeder

In der Antike faszinierte das Tetraeder Gelehrte wie Platon und Aristoteles. Auch heute noch birgt die einfache geometrische Figur einige Geheimnisse. In einer im November 2020 veröffentlichten Arbeit konnten Alexander Kolpakov von der Université de Neuchâtel in der Schweiz, Bjorn Poonen vom Massachusetts Institute of Technology, Michael Rubinstein von der University of Waterloo und Kiran Kedlaya von der University of California San Diego nun alle Tetraeder identifizieren, deren Flächen rationale Winkel einschließen. Damit haben die Forscher nach jahrzehntelanger Suche ein weiteres Rätsel der simplen Figur gelöst.

Ein Tetraeder besteht aus vier dreieckigen Flächen, die eine Pyramide bilden. Die Flächen treffen unter sechs Winkeln aufeinander. Die neue Arbeit klassifiziert alle möglichen Objekte, für die alle sechs Flächenwinkel rational sind, das heißt, jeder lässt sich als eine Bruchzahl mal Pi darstellen. Demnach gibt es 59 verschiedene sowie zwei unendliche Familien von Tetraedern, die diese Bedingung erfüllen.

Bereits in den 1990er Jahren haben Mathematiker diese Auswahl an Figuren mit der Unterstützung von Computern entdeckt. Allerdings war bis zur kürzlich erschienenen Arbeit nicht klar, ob das wirklich alle rationalen Tetraeder sind oder ob es weitere gibt …

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Warum der Ball der Fußball-WM gar nicht so rund ist

Der »rundeste Ball aller Zeiten« für die Fußball-WM 2010 verhielt sich zum Leidwesen der Spieler, nicht so wie sie es gewohnt waren. Lesen Sie warum perfekte Kugeln nicht immer von Vorteil sind und welche Bedenken der aktuelle, von einem Tetraeder abgeleitete, WM-Ball »Trionda« aufwirft.

Spektrum - Die Woche – Großes Hoffen auf die kleinen Reaktoren

Sind die neuen modularen Kernreaktoren wirtschaftlich zu bauen und zu betreiben und können Sie die an sie gestellten Erwartungen erfüllen? Ähnelt unser Universum einem Quasikristall und was nimmt unser Gehirn unter Narkose wahr? Jetzt lesen in der neuen »Woche«!

Spektrum Kompakt – Mathe in der Popkultur

Die Simpsons sind bekannt dafür, Dinge vorherzusagen – wie die Masse des Higgs-Bosons. In vielen Filmen, Serien und Computerspielen steckt Mathematik, die begeistert oder im Fall von »Good Will Hunting« ärgert. Wie konnte ein Bug in »Doom« in der Zeit zurückreisen? Und sind Katzen eine Flüssigkeit?

  • Quellen

Conway, J., Jones, A.: Trigonometric diophantine equations (On vanishing sums of roots of unity). Acta Arithmetica 30, 1976

Kedlaya, K. S. et al.: Space vectors forming rational angles. ArXiv 2011.14232, 2020

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.