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AIS³ – Astroparticle Immersive Synthesizer³

Ein Klanglaboratorium von Tim Otto Roth in Zusammenarbeit mit dem IceCube Observatorium

AIS³ ist eine begehbare Licht- und Klanginstallation aus 444 farbig leuchtenden, kugelförmigen Lautsprechern, die elementare physikalische Prozesse erlebbar macht. Die Chiffre AIS³ steht für den dreidimensionalen "Astroparticle Immersive Synthesizer" und lässt gleichzeitig [aiskju:b] den Namen des weltweit größten Teilchendetektors anklingen: IceCube. Dieses Instrument der Superlative registriert im Tiefeneis des Südpols kosmische Neutrinos – die mit Abstand exotischsten und zugleich spannendsten Forschungsobjekte der modernen Physik, für deren Erforschung 2015 der Physik-Nobelpreis vergeben wurde. Neutrinos wechselwirken kaum mit Materie und können fast ungestört durch den ganzen Erdball fliegen. Die seltenen Interaktionen machen sich durch schwache Lichtblitze bemerkbar und geben Aufschlüsse über weit entfernte Geschehnisse im All. In der gigantischen, einen Kubikkilometer umfassenden Anlage am Südpol sind mehr als 5000 gläserne Kugeln im Eis eingefroren, um diese schwachen Lichtimpulse zu registrieren. 2013 hat IceCube mit der Entdeckung außergalaktischer Neutrinos ein neues Fenster ins All geöffnet.

AIS³ nimmt mit den Lautsprechern die Form und Anordnung der Sensoren auf. Jeweils 12 kugelförmige Lautsprecher sind an 37 Strängen montiert, die einen begehbaren Klang- und Lichtraum von rund 8 m x 8 m x 7 m kreieren. Gespeist mit aktuellen Daten des IceCube-Experiments, werden die gemessenen Energien in farbiges Licht und Sinustöne übersetzt, die sich im Raum positionsabhängig zu unterschiedlichen Klängen mischen. Ziel ist nicht nur ein neuer Zugang für Laien und für Wissenschaftler zu physikalischer Forschung, sondern auch eine neue interdisziplinäre Kunstpraktik: AIS³ ist Kunstwerk und psychoakustisches Grundlagenexperiment zugleich, es lässt den Raum selbst zum Klanggenerator werden, in den der Besucher eintaucht.

In Zusammenarbeit mit dem DESY in Zeuthen feiert AIS³ am 28. August 2018 Premiere in St. Elisabeth in Berlin (bis 16. September). Weitere Präsentationen folgen in München, im Ludiw Forum Aachen sowie im europäischen Ausland.

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AIS² Blog - recent posts

Working at the South Pole

about the wonder of fresh breakfast eggs at one of the most remote outposts of civilization

posted by: Martin Rongen at 1 February 2018

IceCube ist das verrückteste Teleskop der Welt! Statt Licht, Röntgenstrahlung oder Radiowellen weist es Neutrinos nach. Neutrinos sind winzige, elektrisch neutrale Elementarteilchen, die unglaublich selten mit Materie reagieren. Von den 60 Milliarden Neutrinos aus der Sonne etwa, die pro Sekunde auf jeden Quadratzentimeter der Erde treffen, reagiert beim Flug durch den Erdball nur ein knappes Dutzend mit einem Atomkern. Diese "Geisterteilchen" vermitteln uns jedoch einzigartige Informationen über den Kosmos. Wegen ihrer geringen Reaktionsneigung können sie nämlich ungestört den dichtesten kosmischen Objekten entweichen, aus denen Licht es nur indirekt herausschafft.

Schematische Darstellung des Teilchendetektors IceCube

IceCube besteht aus 5160 Lichtsensoren, die – über einen Kubikkilometer verteilt – in den antarktischen Eispanzer über dem Südpol eingeschmolzen sind. Die Sensoren registrieren die winzigen Lichtblitze, die bei den seltenen Reaktionen von Neutrinos entstehen. Daraus kann man Richtung und Energie der Neutrinos bestimmen. Dem IceCube-Team gelang 2013 der erstmalige Nachweis kosmischer Neutrinos hoher Energie, eine Entdeckung, die von der Zeitschrift "Physics World" als Durchbruch des Jahres gefeiert wurde. Die Ankunftsrichtungen dieser Neutrinos scheinen aber gleichverteilt über den Himmel zu sein; noch hat sich keine Einzelquelle hervorgehoben. Das könnte sich bald ändern, denn mit mehr und mehr Daten verbessert sich auch die Empfindlichkeit des Experiments. Und dann kann die bisher verschwommene Landschaft des Neutrinohimmels im Detail kartographiert werden. Neben die Gravitationswellenastronomie, für die 2017 der Nobelpreis verliehen wurde, wird dann die Neutrinoastronomie treten. Der Kosmos verbirgt noch viele Geheimnisse …

Immersion – wir sind mitten drin

Die Ton- und Farblichtbewegungen von AIS³ übersetzen die Messungen im IceCube-Observaotrium und lassen den Besucher sprichwörtlich in die physikalischen Vorgänge eintauchen. So wird in der frei begehbaren Installation für den Besucher erfahrbar, dass sein Körper kontinuierlich einem Schauer von unsichtbaren Elementarteilchen ausgesetzt ist, die ihn unbemerkt durchdringen.
Das Display zeigt einen hochenergetischen Neutrinoevent, der sich durch das Detektorenfeld ausbreitet.

Licht wird zu Klang – eine teilchenphysikalische Harmonik

Eine Spur von winzigen Lichtblitzen messen die Detektoren von IceCube, wenn ganz bestimmte Elementarteilen das Tiefeneis durchqueren. Die Ausbreitung im Raum und die Intensität der Lichtspuren im Detektorraum geben Aufschluss über die Herkunft des Elementarteilchens. AIS³ zeichnet diese Spuren nicht nur in Form von Licht nach, sondern übersetzt diese auch je nach Energie in unterschiedlich hohe Töne. Das kompositorische Interesse dahinter ist, daß ganz bestimmte Energieschemata den Teilcheninteraktionen zugrundeliegen, so daß die Tonrelationen ein ganz bestimmte, wenn auch ungewohnte Harmonik entwickeln.
Durch diese Verklanglichung ("Sonifikation") schafft das Environment einen neuen Zugang zu den Daten. Die Gleichzeitigkeit von Licht und Klang lässt den Hauptunterschied zwischen einer Klanglandschaft und einer rein optischen Darstellung deutlich werden: Zwar können wir visuell recht gut Ereignisse im Raum unterscheiden, jedoch lässt sich ein "Gesamtbild" in seiner Gleichzeitigkeit viel besser klanglich wahrnehmen. Insbesondere die klangliche Erschließung birgt somit auch das Potenzial, dass sich auch für den Wissenschaftler das Experiment auf gänzlich neue Art und Weise erschließt.

Psychoakustisches Laboratorium

Doch AIS³ kann mehr als einen neuen Zugang zu wissenschaftlichen Daten vermitteln. Die 444 Lautsprecher, die physisch im Raum verteilt sind, ermöglichen ein besonderes und völlig neues Klangraumerlebnis, das nicht mit dem akustischen Empfinden in einem (halbkugelförmig oder kubisch um den Betrachter angelegten) klassischen Mehrkanalsystem vergleichbar ist. Klänge wandern durch den Raum und mischen sich an jedem Standpunkt auf unterschiedliche Weise. So erlebt jeder Besucher einen einzigartigen Klangraum, den er sich durch die Bewegung in der Installation wie ein Instrument erschließen kann.

News

#LightArt 'Our new light art installation relies on data from the ice cube observatory at antarctica!' - Tim Otto Roth at the symposium 'The Future of Light Art': https://t.co/TlzrsnNGPX pic.twitter.com/dQHw5gbj3Z

— ZKM Karlsruhe (@zkmkarlsruhe) 9. Februar 2018

Press images

Simulaton mit der räumlichen Anordnung der 444 leuchtenden Lautsprecher in St. Elisabeth. Image: imachination projects

Aus der Besucherperspektive: Simualtion von AIS³ in St. Elisabeth, Berlin-Mitte. Image: imachination projects

Bilder von IceCube finden Sie auf der Mediendatenbank von DESY.