可能/可能?

描述

  • 可能/可能?是一种沉浸式的、视觉的、听觉的、交互式的合成/装置,它在叠加时跟踪类氢原子电子的概率流和梯度,根据随时间变化的薛定谔方程组合两到三个不同的概率波函数。作为虚拟“橡皮筋”的连接代理串跟踪波函数组合的概率流,显示动态变化的视觉/听觉形式,从而创建量子叙事。
  • 合作者

  • 可能/可能?是一种身临其境的、视觉的、听觉的、交互式的合成/装置,它跟踪类氢原子电子在叠加时的概率电流和梯度,根据时间相关的薛定谔方程组合两到三种不同的概率波函数。作为虚拟“橡皮筋”的连接代理串跟踪波函数组合的概率流,显示动态变化的视觉/听觉形式,从而创建量子叙事。
  • 乔安·库切拉·莫林媒体作曲家和多媒体系统设计——AlloSphere仪器和设施的创建者和总监,加利福尼亚大学圣巴巴拉分校(UCSB)加利福尼亚纳米系统研究所,媒体艺术和技术及音乐教授,以及加州大学圣巴巴拉校区AlloSphee主任
    佩里特理论物理学家——意大利那不勒斯“费德里科二世”大学(名誉教授)。
    兰斯·普特南创作艺术作曲家/研究员——伦敦大学计算金匠系数字创意实验室副研究员


    Kuchera-Morin领导的AlloSphere研究小组




    出版物


    Putnam,L.、Kuchera-Morin,J.、Peliti,L.,《氢原子波函数合成研究》,Leonardo Journal Leonardo,第48卷,第2期,第158-166页,2015年

    类氢原子的可视化和声纳化


    就像观察海洋上的波浪,观察不同洋流相互交织时形成的各种形状一样,类氢原子的海洋是一片浩瀚的海洋,它的电子可以相互交织,成为浩瀚大海上的波浪。


    当海洋中不同的洋流相交并汇聚在一起,形成这些波浪的美丽图案,以及海藻和其他粒子在这些洋流上流动时形成的各种形状,所以我们让你们有可能看到和听到这些类氢原子波的形状。这些波是由不同的基本波形组合而成的,就像和弦是由不同音符组合而成一样。


    通过在氢洋流中追踪这些波的组合,使用一个视觉和声音“橡皮筋”在这些洋流中盘旋,我们可以在类氢原子的海洋中看到和听到这些可爱有趣的形状。橡皮筋在视觉上是彩虹色的,它的色调和厚度都在追踪电子的自旋。当电子从一个地方移动到另一个地方时,它的行为就像一个陀螺一样旋转。


    我们将两到三个波函数组合在一起,制作了9个可以连接的物体,并制作成视觉和声音合成。这些形状有名字:旋翼、玫瑰、瞬间螺旋、精细、丝状、幽灵、漩涡、浮帆,令人不禁想起它们的样子。


    我们如何知道如何“找到”电子?当电子“制造”这些波时,我们在哪里找到追踪电子的坐标?


    就像地图上有一些数字与坐标有关,告诉你你的位置一样,总共有四个量子数来完全描述原子中每个电子的运动和轨迹。这四个量子数的组合给出了电子在氢海洋中运动时的路径位置和形状。


    这四个量子数包括:1)描述电子距原子中心(核)距离的主量子数(n),2)描述轨道形状的轨道角动量量子数(l),3)描述能级的磁性量子数(ml),以及4)和(ms)这是指电子上的自旋,可以是向上的,也可以是向下的。


    有关更深入的解释,请参阅:http://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry/Quantum_Mechanics/10%3A_Multi公司-电子_原子/数量


    我们用来跟踪各种形状组合的数字是(n)、(l),还有两个数字,它们结合ml和ms来表示电子的总角动量J和J。另外两个数字也很重要:w表示波的存在量,f表示波的移动速度。


    所有这些数字都可以在我们的视觉和声音仪器上移动和交互,让您能够随着时间的推移以视觉和声音的方式合成各种形状和形式。


    以下是我们在上面命名的9个基本波函数组合,以及描述其形状的量子数。


    • 可能/可能?

      波函数组合

      响应式图像好的响应式图像旋转响应式图像玫瑰色响应式图像漂浮的帆船响应式图像丝状物响应式图像鲜花响应式图像瞬时螺旋响应式图像滑阀/卸载响应式图像幽灵

    演奏类氢原子视听乐器


    正如量子数产生了上面看到的不同视觉形状一样,随着“橡皮筋”卷曲通过电子的不同波组合,这些形状会随着时间而移动,橡皮筋的运动也可以通过声波听到。


    正如在不同的波组合中有显示电子自旋的视觉颜色一样,当我们从一种波函数组合转换到另一种时,我们可以听到不同的声音颜色。当人们想到管弦乐队中乐器(如长笛和小提琴)的各种声音颜色时,就会想到这些声音颜色。如果你想到管风琴的乐器,一个风琴可以发出不同的声音颜色,如长笛和小提琴,这些被称为管风琴长笛和提琴管的“停止”。这些音色是在风琴的不同管道中,通过组合不同的音高(也称为以不同速度和幅度移动的频率)在风琴中形成的。我们制作了视觉和声音氢器官,这样我们就可以通过器官控制器上的f和w数字来控制这些声音颜色组合。例如,当我们从Flowers“管风琴停止”变为WhirlWing“管风筝停止”时,我们听到的不同的声音颜色类似于当我们从管风琴上的“笛停止”变到“小提琴停止”时长笛和小提琴的不同声音颜色。波函数数的控制参数中的f数组合可以使声音颜色具有“更快或更慢”的运动,即使是组合的各种f数中的跳动声音。w数字组合会告诉你每个f数字听起来有多强。这将提供所查看形状的整体色调。现在,人们可以将这些不同的“管”(波函数)连接到键盘上,像管风琴一样演奏它们。我们不仅能听到形状,还能看到它们。我们现在可以在现场视觉和声音合成中交互地执行这些形状。


    因此,(n)和(l)量子数控制着大小和形状(距离原子核的距离和路径的形状)。这些值还控制每个波函数组合的整体声音。J/J值控制橡胶带的宽度和颜色,f和w值控制视觉/声音颜色的速度和振幅。在虚拟界面上移动这些滑块和按钮将允许您更改形状和声音。在作曲和演奏部分,你将学习如何录制和演奏你自己的视觉/声音作品。

    可能/可能?-JoAnn Kuchera-Morin作曲


    可能/可能?是为上述类氢原子仪器创作和表演的视觉和声音作品。这项工作利用上述各种波函数组合探索氢原子海洋中电子的电流。人们听到和看到的美丽的视觉和声音模式是这些粒子在氢海洋中航行时作为“橡皮筋”连接起来的路径。可能/可能的颜色?映射方式不同,因此不会像原始氢形状那样产生彩虹效果。


    第一个乐章,很可能使用了旋翼、瞬时螺旋、精细和这些形状的各种变换的基本形状作为构成这个乐章的材料。在典型的古典奏鸣曲形式中,这些形状以两种不同的主题呈现,然后通过一段时间来变形这些形状,并在视觉和听觉上形成形状,以返回其重演,这两种主题略有不同的回归。在第一个动作中导航形状时,一个主要位于图形的外部,但随着动作的进行,一个会被绘制在图形的内部。


    第二乐章,有可能吗?,包含FloatingSail、Rose、Filaments和Ghost的变形以及第一乐章的形状。在这场运动的气候部分之前,有一个花卉的出现。这一乐章以拱形形式出现。在第二乐章的形状中进行导航。一个主要沉浸在作品中。

    安装设计-媒体剧场设计


    可能/可能?安装在圣巴巴拉探索与创新博物馆专门建造的媒体剧院。媒体剧院配有大型曲面屏幕和有源立体投影仪。

    • 可能/可能?

      响应式图像媒体剧场内曲面屏幕视图响应式图像媒体剧场俯视图响应式图像媒体剧场内曲面屏幕和投影仪放置视图

    安装设计-用户可以交互

    用户可以使用触摸屏和移动设备与类氢原子装置进行交互。用户界面公开了模拟、视觉和听觉渲染的参数,并允许用户通过排序状态预设来合成片段。



    • 响应式图像用户界面截图

    AlloSphere研究设施。加州大学圣巴巴拉分校。

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