W. Walker Smith et Alain Barker
Nous connaissons tous les éléments du tableau périodique, mais vous êtes-vous déjà demandé ce que l’hydrogène ou le zinc, par exemple, pourrait son comme? W. Walker Smith, maintenant étudiant diplômé à l’Université de l’Indiana, a combiné ses passions jumelles de la chimie et de la musique pour créer ce qu’il appelle un nouvel instrument audiovisuel pour communiquer les concepts de la spectroscopie chimique.
Smith a présenté son projet de sonification des données – qui transforme essentiellement les spectres visibles des éléments du tableau périodique en son – lors d’une réunion de l’American Chemical Society qui se tient cette semaine à Indianapolis, Indiana. Smith a même présenté des clips audio de certains des éléments, ainsi que des « compositions » mettant en vedette des molécules plus grosses, lors d’une représentation de son émission « The Sound of Molecules ».
En tant qu’étudiant de premier cycle, « je [earned] un double diplôme en composition musicale et en chimie, j’ai donc toujours cherché un moyen de transformer mes recherches en chimie en musique « , a déclaré Smith lors d’une conférence de presse. « Finalement, je suis tombé sur le spectre visible des éléments et j’ai été submergé par comme ils sont tous beaux et différents. J’ai pensé que ce serait vraiment cool de transformer ces spectres visibles, ces belles images, en son. »
À quoi ressemblent les éléments ?
La sonification des données n’est pas un nouveau concept. Par exemple, en 2018, des scientifiques ont transformé l’image de la NASA du rover Opportunity sur Mars sur ses 5 000e lever de soleil sur Mars en musique. Les données de physique des particules utilisées pour découvrir le boson de Higgs, les échos d’un trou noir dévorant une étoile et les relevés du magnétomètre de la mission Voyager ont également été transposés en musique. Et il y a plusieurs années, un projet appelé LHCSound a construit une bibliothèque des « sons » d’un jet de quark top et du boson de Higgs, entre autres. Le projet espérait développer la sonification comme technique d’analyse des données des collisions de particules afin que les physiciens puissent « détecter » les particules subatomiques à l’oreille.
Le laboratoire du MIT de Markus Buehler a cartographié la structure moléculaire des protéines dans les fils de soie d’araignée sur la théorie musicale pour produire le « son » de la soie dans l’espoir d’établir une nouvelle façon radicale de créer des protéines de créateurs. Les éléments hiérarchiques de la composition musicale (hauteur, gamme, dynamique, tempo) sont analogues aux éléments hiérarchiques de la structure des protéines. Le laboratoire a même conçu un moyen pour les humains d' »entrer » dans une toile d’araignée 3D et d’explorer sa structure à la fois visuellement et auditivement via une configuration de réalité virtuelle. Le but ultime est d’apprendre à créer des toiles d’araignées synthétiques similaires et d’autres structures qui imitent le processus de l’araignée.
Plusieurs années plus tard, le laboratoire de Buehler a mis au point un système encore plus avancé pour créer de la musique à partir d’une structure protéique en calculant les empreintes digitales uniques de toutes les différentes structures secondaires des protéines pour les rendre audibles par transposition, puis en les reconvertissant pour créer de nouvelles des protéines jamais vues dans la nature. L’équipe a également développé une application Android gratuite appelée Amino Acid Synthesizer afin que les utilisateurs puissent créer leurs propres « compositions » de protéines à partir des sons des acides aminés.
Smith est donc en bonne compagnie avec son projet de tableau périodique interactif. Tous les éléments libèrent des longueurs d’onde de lumière distinctes, en fonction de leurs niveaux d’énergie électronique, lorsqu’ils sont stimulés par l’électricité ou la chaleur, et ces « empreintes digitales » chimiques constituent les spectres visibles au cœur de la spectroscopie chimique. Smith a traduit ces différentes fréquences de lumière en différentes hauteurs ou notes de musique à l’aide d’un instrument appelé Light Soundinator 3000, réduisant ces fréquences pour qu’elles soient dans la plage de l’audition humaine. Il professait l’étonnement devant la grande variété de sons.
« La lumière rouge a la fréquence la plus basse dans la gamme visible, elle sonne donc comme une tonalité musicale plus basse que la violette », a déclaré Smith, faisant la démonstration sur un jouet xylophone à code couleur. « Si nous passons du rouge au violet, la fréquence de la lumière ne cesse d’augmenter, tout comme la fréquence du son. Le violet est presque le double de la fréquence de la lumière rouge, il sonne donc en fait près d’une octave musicale. . » Et tandis que des spectres plus simples comme l’hydrogène et l’hélium, qui n’ont que quelques lignes dans leurs spectres, sonnent comme des accords « vaguement musicaux », les éléments avec des spectres plus complexes composés de milliers de lignes sont denses et bruyants, ressemblant souvent à « un film d’horreur ringard ». effet », selon Smith.
Ses préférés : l’hélium et le zinc. « Si vous écoutez les fréquences [of helium] un par un au lieu de tous à la fois, vous obtenez un modèle d’échelle intéressant que j’ai utilisé pour faire quelques compositions, y compris une « soirée dansante à l’hélium », a déclaré Smith. Quant au zinc, « la première rangée de métaux de transition a sons de grille très complexes et denses. Mais le zinc, pour une raison quelconque, malgré un grand nombre de fréquences, sonne comme un chanteur angélique chantant avec un vibrato. »
Smith collabore actuellement avec le Wonder Lab Museum de Bloomington, Indiana, pour développer une exposition muséale qui permettrait aux visiteurs d’interagir avec le tableau périodique, d’écouter les lamentations et de créer leurs propres compositions musicales à partir des différents sons. « La principale chose que je veux [convey] est que la science et les arts ne sont pas si différents après tout », a-t-il déclaré. « Leur combinaison peut conduire à de nouvelles questions de recherche, mais aussi à de nouvelles façons de communiquer et d’atteindre un public plus large.