Eine Ameise geht viral

31.05.2022

Ein Ameisenspaziergang fasziniert das Social Web: Mehr als 1,4 Million Views auf YouTube, über 46.000 Likes und mehr als 2.000 Kommentare: Was steckt hinter der Animation des Würzburg-Dresdener Exzellenzclusters ct.qmat?

Eine Ameise spaziert auf einer Klein’schen Flasche. Hier gibt es kein „Innen“ und kein „Außen“ – die Ameise kann nie gefangen werden. (Bild: Pixelwg/Jörg Bandmann)

Idealbedingungen für eine Ameise: Auf der Klein‘schen Flasche kann sie bei einem Spaziergang jeden Punkt erreichen und doch nie gefangen werden. Das kuriose Objekt hat nämlich weder „Innen“, noch „Außen“. In den 1880er-Jahren hat sie der deutsche Mathematiker Felix Klein erstmals beschrieben – als sogenannte „nicht orientierbare Fläche“. Mit anderen Worten: Diese Flasche hat nur eine Seite, keinen Rand und damit auch kein Volumen – im Gegensatz zur Oberfläche einer Kugel.

Staunen, Begeisterung und Skepsis – in den mehr als 2000 YouTube-Kommentaren mischen sich alle Eindrücke, die das Social Web zu bieten hat. Dabei war die Animation des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ct.qmat ursprünglich eine Notlösung: „Als 2020 die neueröffnete Wissenschaftsausstellung ‚Schaufenster der Forschung‘ in den Technischen Sammlungen Dresden coronabedingt kaum für Besucher geöffnet werden konnte, haben wir unsere Inhalte einfach ins Web verlagert“, erinnert sich der Professor Matthias Vojta, Dresdner Sprecher des Exzellenzclusters.

Zu sehen gibt es das Video hier auf YouTube

Animation für Web-Ausstellung

Bis heute hängt die Klein’sche Flasche im Museum als Glasobjekt, das man mit eigenen Händen erforschen kann. Für die Web-Ausstellungwurde vom Leipziger Motion-Graphic-Designer Jörg Bandmann eigens eine Animation angefertigt.

Fakt ist: „Wir freuen uns riesig über den Erfolg, auch wenn wir die Gründe nicht wirklich verstehen“, ergänzt der Würzburger Clustersprecher, Professor Ralph Claessen. „Seit 2020 haben wir fast 30 Videos in unserem YouTube-Kanal veröffentlicht, seit Januar kommen professionelle Physik-Erklärvideos als QUANTube-Reihe im Monatsrhythmus dazu. Toll, dass die Ameise besonders viele Menschen überzeugt!“ Auch auf der Plattform TikTok hat das Video bereits fast eine Million Zuschauer erreicht.

Ein wichtiges Werkzeug

Wer den Spaziergang des kleinen Tierchens aber lediglich als einfaches „Flanieren“ auf einer Flasche abtut, verkennt den Witz des geometrischen Objekts: Weil die Klein’sche Flasche keinen Rand besitzt, ist sie ein topologisch interessantes Gebilde. Wäre sie aus Knete, könnte man sie verformen, ohne dass die Ameise jemals gefangen wird. Für die Forschenden von ct.qmat ist die Topologie – ein Teilgebiet der Mathematik – ein wichtiges Werkzeug. Mit dessen Hilfe erkunden und designen sie topologische Quantenmaterialien, die besonders robust sind sowie sensible Quantenzustände vor Störeinflüssen schützen – damit Quantentechnologien ihr revolutionäres Potenzial entfalten können. Die Klein’sche Flasche dient also als Beispiel für die Topologie, die den Kern der wissenschaftlichen Arbeit des Exzellenzclusters ct.qmat bildet.

Ameisen spielen übrigens ebenfalls im Spiel „Katze Q – ein Quanten-Adventure“ eine Rolle. Wer die Rätsel des Handyspiels löst, wird sie entdecken. Und wer Fragen zur Quantenphysik hat, kann sie in der Bonus-App des Spiels stellen. Beantwortet werden sie von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in der Videoreihe „QUANTube – kurze Pause Wissenschaft“.