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Gitter und Projektoren

Für die Einbettung der Ikosaedergruppe in die hyperoktaedrische Gruppe des tex2html_wrap_inline5093 wählen wir als Basisvektoren sechs unabhängige Ecken des Ikosaeders, wie in Abbildung 2.5 gezeigt.

 figure353
Abbildung 2.5: Die ikosaedrischen Basisvektoren tex2html_wrap_inline5095  

Bezüglich dieser Einbettung der Ikosaedergruppe zerfällt der tex2html_wrap_inline5093 in zwei dreidimensionale invariante Unterräume tex2html_wrap_inline4887 und tex2html_wrap_inline4889, von denen tex2html_wrap_inline4887 als physikalischer Raum gedeutet wird.
Aus der Wahl der Basisvektoren folgen die Projektoren in die Unterräume tex2html_wrap_inline4887 und tex2html_wrap_inline4889. Bei Einschränkung auf ein kubisches Gitter tex2html_wrap_inline5109 sind diese Abbildungen bijektiv, ebenso die Abbildung tex2html_wrap_inline5111 von tex2html_wrap_inline4905 nach tex2html_wrap_inline4907.
Wir betrachten im folgenden das sechsdimensionale hyperkubisch-raumzentrierte Gitter. Es zerfällt in das Untergitter
eqnarray361
und die drei Nebenklassen bezüglich tex2html_wrap_inline5117:
eqnarray375
tex2html_wrap_inline5117 kann als ``flächenzentriert'' mit Kantenlänge 2 gedeutet werden und trägt in anderen Arbeiten die Namen tex2html_wrap_inline5121 oder 2F-Gitter. Die Vereinigung von tex2html_wrap_inline5117 und tex2html_wrap_inline5127 ergibt das primitive Gitter mit Kantenlänge 1. Die vier Gitter tex2html_wrap_inline5129 werden durch tex2html_wrap_inline4897 (tex2html_wrap_inline4899) jeweils bijektiv auf einen 2F-Modul tex2html_wrap_inline5135 (tex2html_wrap_inline5137) abgebildet. Alle vier Moduln besitzen die volle Ikosaedersymmetrie (Punktgruppe tex2html_wrap_inline5091). Sie haben paarweise verschwindende Schnittmengen. Der Modul tex2html_wrap_inline5141 ist invariant gegenüber Skalierung um tex2html_wrap_inline4937, die anderen drei werden durch tex2html_wrap_inline4937-Skalierung (siehe Anhang A) folgendermaßen aufeinander abgebildet:
displaymath406
tex2html_wrap_inline4937-Skalierung im physikalischen Raum wirkt sich im internen Raum als tex2html_wrap_inline5149-Skalierung aus. Die Klassenzugehörigkeit der Summe oder Differenz von Punkten ergibt sich aus der Klassenaddition +:


Um die ikosaedrischen F-Phasen-Quasikristalle zu modellieren, werden wir, von einem Untergitter ausgehend, Fenster für drei der Untergitter konstruieren. Die Struktur ergibt sich dann als Vereinigung der drei mit diesen Fenstern erzeugten Unterquasigitter