Elementi chimici-Immagine: un neolaureato ha convertito la luce visibile emessa dagli elementi in audio, creando suoni unici e complessi per ciascuno di essi. Credito W.Walker Smith e Alain Barkeer.
In chimica, abbiamo He, Fe e Ca — ma che dire di se le traformiamo in do, re e mi?
Le melodie incredibilmente belle non sono le prime cose che vengono in mente guardando la tavola periodica degli elementi chimici. Tuttavia, utilizzando una tecnica chiamata data sonification, un neolaureato ha convertito la luce visibile emessa dagli elementi chimici in audio, creando suoni unici e complessi per ciascuno di essi. Oggi, il ricercatore riporta il primo passo verso una tavola periodica interattiva e musicale.
Il ricercatore presenterà i suoi risultati al meeting primaverile dell’American Chemical Society (ACS). ACS Spring 2023 è un incontro ibrido che si terrà virtualmente e di persona dal 26 al 30 marzo e presenta oltre 10.000 presentazioni su una vasta gamma di argomenti scientifici.
Un video sulla ricerca:
In precedenza, W. Walker Smith, l’unico ricercatore del progetto, ha preso le sue passioni combinate di musica e chimica e ha convertito le vibrazioni naturali delle molecole in una composizione musicale. “Poi ho visto rappresentazioni visive delle discrete lunghezze d’onda della luce rilasciate dagli elementi, come lo scandio”, dice Smith. “Erano stupendi e complessi e ho pensato, ‘Wow, voglio davvero trasformare anche questi in musica’ “.
Gli elementi emettono luce visibile quando sono eccitati. “Questa luce è composta da più singole lunghezze d’onda, o colori particolari, con livelli di luminosità unici per ogni elemento. Ma sulla carta, le raccolte di lunghezze d’onda per diversi elementi sono difficili da distinguere visivamente, specialmente per i metalli di transizione, che possono avere migliaia di colori individuali”, dice Smith. “Convertire la luce in frequenze sonore potrebbe essere un altro modo per le rilevare le differenze tra gli elementi”.
Tuttavia, la creazione di suoni per gli elementi della tavola periodica è già stata eseguita in precedenza. Ad esempio, altri scienziati hanno assegnato le lunghezze d’onda più luminose a singole note suonate dai tasti di un pianoforte tradizionale. “Ma questo approccio ha ridotto la ricca varietà di lunghezze d’onda rilasciate da alcuni elementi a pochi suoni”, spiega Smith, che attualmente è ricercatore presso l’Università dell’Indiana.
Per conservare il più possibile la complessità e la sfumatura degli spettri degli elementi, Smith ha consultato mentori della facoltà dell’Università dell’Indiana, tra cui David Clemmer, Ph.D., Professore nel dipartimento di chimica e Chi Wang, DMA, Professore nel dipartimento di chimica Jacob’s School of Music. Con il loro aiuto, Smith ha creato un codice informatico per l’audio in tempo reale che ha convertito i dati luminosi di ciascun elemento in miscele di note. Le discrete lunghezze d’onda del colore divennero singole onde sinusoidali la cui frequenza corrispondeva a quella della luce e la loro ampiezza corrispondeva alla luminosità della luce.
All’inizio del processo di ricerca, Clemmer e Smith hanno discusso le somiglianze tra schemi di vibrazioni luminose e sonore. Ad esempio, all’interno dei colori della luce visibile, il viola ha quasi il doppio della frequenza del rosso, e nella musica, un raddoppio di frequenza corrisponde a un’ottava. Pertanto, la luce visibile può essere pensata come una “ottava di luce”. Ma questa ottava di luce è a una frequenza molto più alta della gamma udibile. Quindi, Smith ha ridimensionato le frequenze delle onde sinusoidali di circa 10 -12 , adattando l’uscita audio in un intervallo in cui le orecchie umane sono più sensibili alle differenze di tono.
Vedi anche:La vita sulla Terra e indizi sulla origine extraterrestre dei peptidi
Poiché alcuni elementi chimici avevano centinaia o migliaia di frequenze, il codice permetteva di generare queste note in tempo reale, formando armonie e schemi ritmici mentre si mescolavano. “Il risultato è che gli elementi più semplici, come l’idrogeno e l’elio, suonano vagamente come accordi musicali, ma il resto ha una raccolta di suoni più complessa”, dice Smith. Ad esempio, il calcio suona come campane che suonano insieme con un ritmo risultante da come le frequenze interagiscono tra loro. Ascoltare le note di alcuni altri elementi chimici ha ricordato a Smith un rumore di sottofondo spettrale, simile alla musica usata nei film horror di cattivo gusto. Smith fu particolarmente sorpreso dall’elemento zinco, che nonostante avesse un gran numero di colori, suonava come “un coro angelico che canta un accordo maggiore con vibrato”.
“Alcune delle note suonano stonate, ma Smith è rimasto fedele ai tobni stonati nella traduzione degli elementi in musica”, afferma Clemmer. Questi toni stonati, noti musicalmente come microtoni, provengono da frequenze che si trovano tra i tasti di un pianoforte tradizionale. Concordando, Wang afferma: “Le decisioni su ciò che è fondamentale preservare quando si esegue la sonificazione dei dati sono sia impegnative che gratificanti. E Smith ha fatto un ottimo lavoro nel prendere queste decisioni dal punto di vista musicale”.
Il prossimo passo è trasformare questa tecnologia in un nuovo strumento musicale con una mostra al WonderLab Museum of Science, Health, and Technology di Bloomington, nell’Indiana. “Voglio creare una tavola periodica musicale interattiva in tempo reale, che consenta a bambini e adulti di selezionare un elemento e vedere una visualizzazione del suo spettro di luce visibile e ascoltarlo allo stesso tempo“, afferma Smith. Aggiunge che questo approccio basato sul suono ha un potenziale valore come metodo di insegnamento alternativo nelle aule di chimica, perché è inclusivo per le persone con disabilità visive e diversi stili di apprendimento.
Martedì 28 marzo, alle 15:00, durante l’ACS Spring 2023 Meeting, Smith eseguirà anche “The Sound of Molecules”, uno spettacolo che conterrà clip audio di alcuni degli elementi, oltre a “composizioni” di molecole più grandi.
Fonte:EurekAlert
