JoAnn Kuchera-Morin viaja por la AlloEsfera

La AlloEsfera. Es una esfera metálica de tres pisos de altura dentro de una cámara libre de eco. Piensen en la AlloEsfera como un enorme microscopio digital dinámicamente cambiante conectado a una supercomputadora. 20 investigadores pueden estar de pie en un puente suspendido dentro de la esfera y sumergirse completamente dentro de sus datos.

Imagine que un equipo de físicos pudiera estar de pie dentro de un átomo observar y escuchar a los electrones girar. Imagine que un grupo de escultores pudiera estar dentro de un entramado de átomos y esculpir con su material. Imagine que un equipo de cirujanos pudiera volar al interior del cerebro, como si éste fuera un mundo y viera los tejidos como paisajes, y escuchara los niveles de densidad de la sangre como música. Esto es parte de la investigación que verán y que estamos llevando a cabo en la AlloEsfera.

Pero primero les hablaré un poco sobre el grupo de artistas, científicos e ingenieros que estamos trabajando juntos. Soy una compositora, entrenada orquestalmente y la inventora de la AlloEsfera. Junto con mis colegas artistas visuales mapeamos algoritmos matemáticos complejos que se desenvuelven en el tiempo y espacio visual y sónicamente. Nuestros colegas científicos están encontrando nuevos patrones en la información. Nuestros colegas ingenieros están construyendo la más grande computadora dinámicamente cambiante en el mundo para esta clase de exploración de datos. Volaremos dentro de cinco proyectos de investigación en la AlloEsfera que los llevarán desde datos biológicos macroscópicos hasta la profundidad del giro de un electrón.

El primer proyecto se llama el AlloCerebro. Y es nuestro ensayo para intentar cuantificar la belleza encontrando las regiones del cerebro interactuantes mientras observamos algo hermoso. Están volando dentro de la corteza del cerebro de mi colega. Nuestra narrativa aquí son datos IRMf reales que han sido mapeados visual y sónicamente. El cerebro es un mundo al que podemos viajar y donde interactuar. Observan a 12 agentes computacionales inteligentes que son pequeños rectángulos que vuelan junto a ustedes en el cerebro. Están minando datos de los niveles de densidad en la sangre. Y los reportan a ustedes a través de sonidos. Los niveles más altos de densidad demuestran que hay mayor actividad en ese punto del cerebro. De hecho, les cantan a ustedes estas densidades con tonos más altos mapeados hacia densidades más elevadas.

Ahora viajaremos desde los datos biológicos reales hacia algoritmos biogenerativos que crean naturaleza artificial en nuestra siguiente instalación artística y científica. En esta instalación artística y científica los algoritmos biogenerativos nos ayudan a comprender la autogeneración y el crecimiento, que es importante para la simulación en las ciencias nanoescalares. Para los artistas, construimos nuevos mundos que podemos descubrir y explorar. Estos algoritmos generativos, al crecer en el tiempo, interactúan y se comunican como un enjambre de insectos. Nuestros investigadores interactúan con estos datos inyectando código bacterial, que son programas de cómputo que permiten a estas criaturas crecer a lo largo del tiempo. Ahora viajaremos desde el mundo biológico y macroscópico, hasta dentro del mundo atómico, mientras volamos hacia un entramado de átomos. Estos son datos reales de Microscopía de Fuerza Atómica (MFA) de mis colegas del Centro de Iluminación y Energía de Estado Sólido. Ellos han descubierto un nuevo enlace atómico, un material nuevo para celdas solares transparentes.

Volamos a través de 2,000 entramados de átomos -- oxígeno, hidrógeno y zinc. Observen el enlace en el triángulo. Son cuatro átomos de zinc azules enlazándose con un átomo blanco de hidrógeno. Vean el flujo de electrones en las líneas de flujo que como artistas hemos generado para los científicos. Esto les permite encontrar los nodos de enlace en cualquier entramado de átomos. Creemos que crea un hermoso arte estructural. Los sonidos que escuchan son los auténticos espectros de emisión de estos átomos. Los hemos mapeado en el dominio auditivo. Así que les están cantando a ustedes. El oxígeno, hidrógeno y zinc tienen su propia firma. Vamos a viajar más profundo aún al movernos desde dentro de este entramado atómico a un único átomo de hidrógeno.

Trabajamos con nuestros colegas físicos que nos han dado los cálculos matemáticos de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo en 3D. Lo que observan aquí ahora es una superposición de un electrón en las tres órbitas bajas de un átomo de hidrógeno. De hecho, están viendo y escuchando el flujo de electrones al fluir con las líneas. Los puntos blancos son la onda de probabilidad que les mostrarán dónde se encuentra el electrón en cualquier punto dado de tiempo y espacio dentro de esta particular configuración de tres orbitales. En un minuto viajaremos a una configuración de dos orbitales y podrán notar una pulsación. Y escucharán una ondulación entre los sonidos. De hecho, es un emisor de luz. Al comenzar a pulsar y contraerse el sonido, nuestros físicos pueden saber cuándo se emitirá un fotón.

Comienzan a encontrar nuevas estructuras matemáticas con estos cálculos. Y están comprendiendo más acerca de la matemática cuántica. Nos vamos a ir todavía más profundo, hacia el giro de un solo electrón. Este será el último proyecto que les mostraré. Nuestros colegas del Centro de Computación Cuántica y Espintrónica están midiendo realmente con sus lásers la decoherencia en el giro de un único electrón. Hemos tomado esta información y construido un modelo matemático a partir de ella. Están escuchando y viendo realmente un flujo de información cuántica. Esto es muy importante para el siguiente paso en la simulación de computadores cuánticos y tecnología de información.

Así que los breves ejemplos que he mostrado les dan una idea de la clase de trabajo que hacemos en la Universidad de California, en Santa Bárbara, para unir a las artes, a la ciencia y a la ingeniería en una nueva era para las matemáticas, la ciencia y el arte. Esperamos que todos ustedes vengan a ver la AlloEsfera y nos inspiren en nuevas formas en que podamos usar este instrumento único que hemos creado en Santa Bárbara. Muchas gracias. (Aplausos)