JoAnn-Kuchera-Morin führt durch die AlloSphere

Die AlloSphere. Das ist eine drei-stöckige Metallkugel in einem Echo-freien Raum. Stellen Sie sich die AlloSphere als ein großes, dynamisch variierendes, digitales Mikroskop vor, welches mit einen Supercomputer verbunden ist. 20 Forscher können auf einer Brücke stehen, die innerhalb der Kugel befestigt ist und völlig in ihren Daten versinken.

Stellen Sie sich vor, ein Team von Physikern könnte innerhalb eines Atoms stehen, und Elektronen-Spin sehen und hören. Stellen Sie sich vor, eine Gruppe von Bildhauern könnte innerhalb eines Atomgitters sein und ihr Material formen. Stellen Sie sich vor, ein Team von Chirurgen könnte durch das Gehirn fliegen, als ob es eine Welt wäre. Sie würden Landschaften aus Gewebe sehen, und den Grad der Blutdichte als akkustisches Signal hören. Dies sind einige der Forschungen, welche Sie noch sehen werden, mit denen wir uns mit Hilfe der AlloSphere befassen.

Aber zuerst einmal etwas über unsere Gruppe von Künstlern, Wissenschaftlern und Ingenieuren, welche zusammen arbeiten. Ich bin eine Komponistin, Orchester-erfahren, und die Erfinderin der AlloSphere. Mit meinen Kollegen aus der visuellen Kunst, kartieren wir komplexe mathematische Algorithmen, welche sich in Zeit und Raum entfalten, sowohl visuell als auch klanglich. Unsere Kollegen aus der Wissenschaft finden neue Muster in diesen Informationen. Und unsere Ingenieurskollegen erschaffen einen der größten, dynamisch variierenden Computer der Welt für diese Art von Informations-Erkundung. Ich werde Sie nun durch 5 Forschungsprojekte innerhalb der Allosphere fliegen, angefangen bei makroskopisch - biologischen Daten bis hin zum Spin von Elektronen.

Dieses erste Project wird das AlloBrain genannt. Und es ist unserer Versuch, Schönheit zu quantifizieren in dem wir die Hirnregionen finden welche beim verspüren von Schönheit interagieren. Sie fliegen gerade durch den Cortex des Gehirns einer meiner Kollegen. Unsere Quelldaten hier sind echte FMRI Daten welche visuell und akustisch abgebildet werden. Wir können nun durch die Welt des Gehirns fliegen und mit ihr interagieren. Sie sehen hier 12 intelligente Computer-Agenten, die kleinen Rechtecke die mit Ihnen durch das Gehirn fliegen. Sie messen den Grad der Blutdichte und geben Ihnen die Werte akustisch wieder. Ein höherer Dichtegrad bedeuted eine höhere Aktivität des Gehirns in dieser Region. Sie singen Ihnen diese Werte praktisch zu wobei höhere Töne einer höheren Dichte zugeordnet werden.

Wir bewegen uns nun weg von echten biologischen Daten hin zu biogenerativen Algorithmen, welche eine künstliche Natur kreieren, innerhalb der nächsten künstlerisch-wissenschaftlichen Installation. In dieser künstlerisch-wissenschaftlichen Installation helfen uns biogenerative Algorithmen, Reproduktion und Wachstum zu verstehen. Das ist sehr wichtig für Simulationen in der Nanowissenschaft. Für Künstler erschaffen wir neue Welten welche wir entdecken und erkunden können. Wenn diese generativen Algorithmen mit die Zeit wachsen, interagieren und kommunizieren sie wie ein Schwarm von Insekten. Unsere Forscher wiederrum interagieren mit diesen Daten indem sie einen bakteriellen Code injezieren, welches ein Computer-Programme darstellt, der diesen Kreaturen ein Wachstum mit der Zeit erlaubt. Wir werden uns nun von der biologischen und makroskopischen Welt, hinunter in die atomare Welt bewegen, während wir in ein Gitter von Atomen fliegen. Dies sind echte AFM-Daten, Rasterkraftmikroskop-Daten, von meinen Kollegen vom "Solid State Lighting and Energy Center". Sie entdeckten eine neue Verbindung, ein neues Material für transparente Solarzellen.

Wir fliegen durch ein Gitter von 2,000 Atomen -- Sauerstoff, Wasserstoff und Zink. Sie sehen die Verbindung innerhalb des Dreiecks. Es sind vier blaue Zink-Atome in Verbindung mit einem weißen Wasserstoff-Atom. Sie sehen hier den Elektronenfluss entlang der Stromlinien welchen wir als Künstler für die Wissenschaftler erzeugt haben. Dies erlaubt ihnen, die Verbindungspunkte in jedem Atomgitter zu finden. Wir denken, daraus ergibt sich ein wunderschönes, strukturelles Kunstwerk. Die Töne welche Sie hören, sind tatsächlichen die Emissions-Spektren der Atome. Wir übersetzten sie in den hörbaren Bereich. Damit sie Ihnen zusingen. Sauerstoff, Wasserstoff und Zink haben ihre eigenen Signaturen. Wir werden jetzt noch weiter hinab tauchen, von diesem Atomgitter, hinab zu einem einzelnen Wasserstoff-Atom.

Wir arbeiten mit unseren Physikern zusammen welche uns die mathematischen Berechnungen der zeitabhängigen Schrödinger-Gleichung in 3D gaben. Sie sehen hier die Superposition eines Elektrons in den unteren drei Orbitalen eines Wasserstoff-Atoms. Sie hören und sehen praktisch die Elektronen entlang der Linien fliessen. Die weißen Punkte entsprechen der Wahrscheinlichkeits-Welle die Ihnen den Aufenthaltsortes eines Elektrons zu jeden Punktes in Zeit und Raum, in dieser speziellen Drei-Orbit-Konfiguration zeigt. Wir werden uns gleich einer Zwei-Orbit-Konfiguration zuwenden. Sie werden ein pulsieren bemerken. Und auch eine akustische Schwankung hören können. Dies ist eigentlich eine Lichtquelle. Wenn das Geräusch zu pulsieren beginnt und sich zusammen zieht, können unsere Physiker feststellen wann ein Photon emitiert wird.

Sie entdecken bereits neue mathematische Strukturen in diesen Kalkulationen. Und sie verstehen mehr über die Mathematik der Quantenphysik. Wir werden uns noch tiefer hinein bewegen, hin zu einem einzelnen Elektronen-Spin. Dies ist das letzte Projekt welches ich Ihnen zeigen werde. Unsere Kollegen im Zentrum für Quanten-Rechnung und "Spintronics", messen mit Lasern die tatsächliche Dekohärenz in einem einzelnen Elektronen-Spin. Wir nahmen diese Informationen und wir erstellten daraus ein mathematisches Modell. Im Prinzip sehen und hören Sie einen Fluss von Quanten-Informationen. Das ist sehr wichtig für den nächsten Schritt beim simulieren von Quanten-Computern und Informations-Technologie.

Diese kurzen Beispiele die ich Ihnen zeigte, geben Ihnen eine Vorstellung von der Art der Arbeit die wir an der University of California, Santa Barbara, verrichten; um Kunst, Wissenschaft, und Ingenieurswesen zusammen in ein neues Zeitalter von Mathematik, Wissenschaft und Kunst zu führen. Wir hoffen, dass Sie alle kommen werden um die AlloSphere zu sehen. Inspirieren Sie uns, damit wir neue Möglichkeiten sehen, wie wir dieses einzigartige Instrument nutzen können. Haben Sie vielen Dank. (Applaus)