Sonifikation von Simulationen in der Computerphysik

Dissertation

Meine Dissertation behandelt das Thema „Teilchenphysik und Sonifikation“, und soll untersuchen, inwiefern sich die Methode der Sonifikation für die Untersuchung von komplexen Fragestellungen in der (Teilchen-) Physik eignet.

Sonifikation ist die Umsetzung von Daten jeder Art in (nicht-verbale) Klangereignisse. Sie leistet dabei auf akustischem Weg, was Graphiken auf dem visuellen Weg schaffen, nämlich ein besseres Verständnis von Datensätzen für den Menschen. Die Sonifikation ist dabei grundsätzlich im Vorteil, da das psychoakustische System aus Ohr und Gehirn viele komplexe Datenstrukturen gleichzeitig erfassen kann. In der Visualisierung ist man im Wesentlichen auf 3 Dimensionen beschränkt, während die Sonifikation mit - z.B. - Lautstärke, Tonhöhe, Richtungshören, Rhythmus und Klangfarbe weit mehr Dimensionen zur Verfügung hat. Seit den 1990er Jahren erfuhr die Sonifikation einen Aufschwung durch leistungsstärkere Computer und Programme und ist daher in allen Wissenschaftsbereichen immer mehr verbreitet. Das interdisziplinäre Forschungsprojekt SonEnvir (http://sonenvir.at) bot einen idealen Rahmen für diese Dissertation. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Elektronische Musik und Akustik der KUG, dem Institut für Soziologie der KFU, der Neurologie der Medizinischen Universität und des Signal Processing and Speech Communication Laboratory der TUG wurde an möglichst universellen Darstellungsmethoden für verschiedenste Wissenschaftsdisziplinen geforscht. Während dieses Projektes und darauf aufbauend haben wir u.a. folgende physikalische Problemstellungen untersucht:

• Darstellung von Quantenspektren der Baryonen (z.B. Proton oder Neutron);

• 2- und 3-dimensionale Modelle der Ising/Potts-Klasse;

• große 4-dimensionale Datensets aus der Gitter-Quantenchromodynamik

Als Programmiersprache verwenden wir SuperCollider3. Sonifikationen aus dieser Dissertation können auch auf andere Gebiete übertragen werden, die mit mehrdimensionalen Modellen rechnen.