ラトルバック
19世紀、ケルトや古代エジプトの遺跡から出土したセルトが反転運動を起こすことが発見された。
1890年代にギルバート・ウォーカーは「セルト」の運動の力学的考察をはじめて発表した。次いで1909年および1918年に刊行された回転運動に関する書籍でセルトが扱われた。さらに1950年代から1970年代にかけていくつかの研究報告が刊行された後、1980年代から関心が飛躍的に高まり、多くの研究がなされるようになった(参考文献節を参照)。
スピン反転が生じる理由は、ロール軸およびピッチ軸を中心とする振動に関する不安定性が増大するためである
ラトルバックの質量分布はピッチ軸を通る鉛直面に対して対称になっていない。この場合、ピッチ振動とロール振動の不安定性の間にカップリングが生じる。つまり、ピッチ振動を行うと質量の偏りによってわずかにロール振動も励起される。
どちらの振動モードが増幅されるかは回転方向によって変わる。ラトルバックのふるまいが回転方向に依存するのはこのためである。大半のラトルバックでは、ピッチ不安定性が優位となる方向(「強反転方向」)に回したときだけスピン反転が観察される。ピッチ不安定性とロール不安定性とでは増大の速さに極端な差があること、および摩擦を考慮に入れればその理由が説明できる。ロール不安定性が優位となる方向(「弱反転方向」)に回した場合、ロール振動の成長が遅いため、先に回転が減衰して止まってしまうのである。
考古学的な遺物としてのラトルバックは石製でサイズも様々だが、現在おもちゃや理科教材として販売されているのは大半がプラスチック製で長さ10 cm、幅2 cm、高さ1 cm程度である。このほか木製、ガラス製のものも存在する。スプーンを曲げてラトルバックを作る実験も一般に知られている。
ラトルバックのデザインには大きく分けて二通りある。一つは底面が非対称な曲面になっており、底面に沿ったロール軸が中心軸に対して傾いているもの。もう一つは対称な底面を持ち、両端に中心軸からずらしておもりを取り付けたものである。