JoAnn Kuchera-Morin ci guida nella AlloSphere

La AlloSphere. Una sfera di metallo a tre piani in una stanza priva di risonanza. Immaginate la AlloSphere come un grande microscopio digitale che varia dinamicamente connesso ad un supercomputer. 20 ricercatori possono sostare su di un ponte sospeso all'interno della sfera, ed essere completamente immersi nei loro dati.

Immaginate se un team di fisici potesse sostare all'interno di un atomo e guardare e sentire gli elettroni orbitare. Immaginate se un gruppo di scultori potesse stare all'interno di un traliccio di atomi, e scolpire con i loro materiali. Immaginate se un team di chirurghi potesse volare nel cervello, come se fosse un mondo, e vedere tessuti come paesaggi, e sentire sangue a densità diverse come musica. Queste sono alcune delle ricerche che state per vedere, delle quali ci stiamo occupando nella AlloSphere.

Ma prima vi dico due cose su questo gruppo di artisti, scienziati e ingegneri che stanno lavorando assieme. Sono un compositore, di formazione orchestrale, e l'inventore della AlloSphere Con i miei colleghi artisti, mappiamo complessi algoritmi matematici che si sviluppano nel tempo e nello spazio, visivamente e acusticamente. I nostri colleghi scienziati stanno trovando nuovi schemi nell'informazione. E i nostri colleghi ingegneri stanno costruendo uno dei più grandi computer del mondo in grado di variare dinamicamente per questo tipo di esplorazione dei dati. Sto per farvi volare all'interno di cinque progetti di ricerca nella AlloSphere, che vi porteranno da dati di biologia macroscopica fino al movimento degli elettroni.

Il primo progetto si chiama AlloBrain. Ed è il nostro tentativo di quantificare la bellezza scoprendo quali regioni del cervello interagiscono tra loro quando assistiamo a qualcosa di bello. State volando attraverso la corteccia del cervello di un mio collega. La narrazione proviene da dati reali di FMRI (risonanza magnetica) mappati visivamente e acusticamente. Il cervello è ora un mondo dove volare e interagire. Vedete, 12 agenti computerizzati intelligenti, i piccoli rettangoli che volano nel cervello insieme a voi. Stanno raccogliendo i valori dell'intensità del sangue. E vi restituiscono questi valori in maniera sonora. Densità più alte significano maggiore attività in quel punto del cervello. Stanno di fatto cantando queste densità per voi, con toni più alti mappati su densità più alte.

Ci spostiamo ora da dati reali, biologici ad algoritmi biogenerativi che creano una natura artificiale nella prossima installazione artistico-scientifica. In questa installazione artistico-scientifica, algoritmi biogenerativi ci aiutano a comprendere l'auto-generazione e la crescita. Importantissimo per la simulazione nelle scienze su nanoscala. Per gli artisti, creiamo nuovi mondi che possiamo scoprire ed esplorare. E questi algoritmi generativi crescono nel tempo, interagiscono e comunicano come sciami di insetti. I nostri ricercatori interagiscono con questi dati iniettando codici batterici, che sono programmi software, che permettono a queste creature di crescere nel tempo. Ci muoviamo ora dal mondo biologico e macroscopico, fino al mondo atomico volando in una rete di atomi. Questi sono veri dati AFM (Microscopio a Forza Atomica) ottenuti dai miei colleghi del Solid State Lighting and Energy Center. Hanno scoperto un nuovo legame, un nuovo materiale per celle solari trasparenti.

Stiamo volando attraverso 2000 reticoli di atomi -- ossigeno, idrogeno e zinco. Vedete il legame nel triangolo. E' composto da quattro atomi blu di zinco che si legano con uno bianco di idrogeno. Vedete gli elettroni scorrere seguendo il flusso aerodinamico che noi artisti abbiamo generato per gli scienziati permettendo di trovare questi nodi in ogni reticolo di atomi. Lo riteniamo un esempio bellissimo di arte strutturale. Il suono che sentite è di fatto lo spettro di suoni emesso da questi atomi. Li abbiamo mappati nel dominio dell'audio. Così che possano cantare per voi. Ossigeno, idrogeno e zinco hanno le loro firme individuali. Stiamo per andare ancora più in profondità muovendoci da questo traliccio di atomi fino ad un singolo atomo di idrogeno.

Stiamo lavorando con i nostri colleghi fisici che ci hanno dato i calcoli matematici dall'equazione di Schrödinger dipendente dal tempo in 3D. Quello che vedere qui è una sovrimpressione di un elettrone nelle tre orbite più basse di un atomo di idrogeno. State ascoltando e vedendo l'elettrone scorrere lungo le linee. I punti bianchi sono le onde di probabilità che vi mostrano dov'è l'elettrone in ogni singolo punto nel tempo e nello spazio in questa particolare configurazione a tre orbite. Tra un attimo ci sposteremo ad una configurazione a due orbite. E vedrete un pulsare. E sentirete un'ondulazione tra i suoni. Questo è di fatto un'emittente di luce. Quando il suono comincia a pulsare e a contrarsi, i nostri fisici possono dirci quando un fotone verrà emesso.

Iniziano a trovare nuove strutture matematiche in questi calcoli. E stanno capendo meglio la matematica quantistica. Ci spostiamo ancora più in là, fino all'orbita di un singolo elettrone. Questo sarà l'ultimo progetto che vi mostrerò. I nostri colleghi al Center for Quantum Computation and Spintronics, misurano con i laser la decoerenza nella rotazione di un singolo elettrone. Abbiamo preso queste informazioni e ne abbiamo creato un modello matematico. State di fatto vedendo e ascoltando lo scorrere di informazioni quantistiche. Questo è molto importante per il prossimo passo nel simulare computer quantistici e per la tecnologia informatica.

Questi brevi esempi che vi ho fatto vedere vi danno un'idea del tipo di lavoro che stiamo facendo all'Università della California, a Santa Barbara, per avvicinare l'arte, le scienze e l'ingegneria. verso una nuova era di matematica, scienza ed arte. Speriamo che tutti voi verrete a visitare la AlloSphere. Ispirateci a pensare a nuovi modi nei quali possiamo usare questo strumento unico che abbiamo creato a Santa Barbara. Grazie molte. (Applausi)