الموسيقى الأولية: الجدول الدوري التفاعلي يحول He ، Fe ، Ca إلى Do ، Re ، Mi

نعلم جميعًا عناصر الجدول الدوري ، لكن هل تساءلت يومًا ما الذي يمكن أن يفعله الهيدروجين أو الزنك ، على سبيل المثال ها مثل؟ لقد جمع دبليو ووكر سميث ، وهو الآن طالب دراسات عليا في جامعة إنديانا ، بين شغفه التوأم في الكيمياء والموسيقى لإنشاء ما يسميه أداة سمعية وبصرية جديدة لتوصيل مفاهيم التحليل الطيفي الكيميائي.

قدم سميث بياناته صوتنة المشروع – الذي يحول بشكل أساسي الأطياف المرئية للعناصر الموجودة في الجدول الدوري إلى صوت – في اجتماع الجمعية الكيميائية الأمريكية الذي عقد هذا الأسبوع في إنديانابوليس ، إنديانا. حتى أن سميث قدّم مقاطع صوتية لبعض العناصر ، بالإضافة إلى “التراكيب” التي تضم جزيئات أكبر ، خلال عرض في برنامجه “صوت الجزيئات”.

كطالب جامعي ، “أنا [earned] شهادة مزدوجة في التأليف الموسيقي والكيمياء ، لذلك بحثت دائمًا عن طريقة لتحويل بحثي في ​​الكيمياء إلى موسيقى ” قال سميث في مؤتمر صحفي. “في النهاية صادفت الأطياف المرئية للعناصر وغمرتني جمالها واختلافها. اعتقدت أنه سيكون من الرائع حقًا تحويل تلك الأطياف المرئية ، تلك الصور الجميلة ، إلى صوت.”

صوتنة البيانات ليس مفهوما جديدا. على سبيل المثال ، في عام 2018 ، حول العلماء صورة وكالة ناسا لمركبة أوبورتيونيتي على المريخ إلى 5000 صورة^ه شروق الشمس على المريخ في الموسيقى. ال بيانات فيزياء الجسيمات تستخدم لاكتشاف بوزون هيغز ، وأصداء ثقب أسود يلتهم نجمًا ، كما تم تحويل قراءات مقياس المغناطيسية من مهمة فوييجر إلى موسيقى. وقبل بضع سنوات ، أ[[” embedded=”” url=”” link=”” data-uri=”d71e3e53769b46aa75512f689b034f33″>project called LHCSound built a library of the “sounds” of a top quark jet and the Higgs boson, among others. The project hoped to develop sonification as a technique for analyzing the data from particle collisions so that physicists could “detect” subatomic particles by ear.

Markus Buehler’s MIT lab famously mapped the molecular structure of proteins in spider silk threads onto musical theory to produce the “sound” of silk in hopes of establishing a radical new way to create designer proteins. The hierarchical elements of music composition (pitch, range, dynamics, tempo) are analogous to the hierarchical elements of protein structure. The lab even devised a way for humans to “enter” a 3D spider web and explore its structure both visually and aurally via a virtual reality setup. The ultimate aim is to learn to create similar synthetic spiderwebs and other structures that mimic the spider’s process.

Several years later, Buehler’s lab came up with an even more advanced system of making music out of a protein structure by computing the unique fingerprints of all the different secondary structures of proteins to make them audible via transposition—and then converting it back to create novel proteins never before seen in nature. The team also developed a free Android app called the Amino Acid Synthesizer so users could create their own protein “compositions” from the sounds of amino acids.

So Smith is in good company with his interactive periodic table project. All the elements release distinct wavelengths of light, depending on their electron energy levels, when stimulated by electricity or heat, and those chemical “fingerprints” make up the visible spectra at the heart of chemical spectroscopy. Smith translated those different frequencies of light into different pitches or musical notes using an instrument called the Light Soundinator 3000, scaling down those frequencies to be within the range of human hearing. He professed amazement at the sheer variety of sounds.

“Red light has the lowest frequency in the visible range, so it sounds like a lower musical pitch than violet,” said Smith, demonstrating on a toy color-coded xylophone. “If we move from red all the way up to violet, the frequency of the light keeps getting higher, and so does the frequency of the sound. Violet is almost double the frequency of red light, so it actually sounds close to a musical octave.” And while simpler spectra like hydrogen and helium, which only have a few lines in their spectra, sound like “vaguely musical” chords, elements with more complex spectra consisting of thousands of lines are dense and noisy, often sounding like “a cheesy horror movie effect,” according to Smith.

His favorites: helium and zinc. “If you listen to the frequencies [of helium] قال سميث ، واحدًا تلو الآخر بدلاً من الكل مرة واحدة ، تحصل على نموذج مصغر مثير للاهتمام اعتدت القيام به في بعض المقطوعات الموسيقية ، بما في ذلك “حفلة رقص الهيليوم”. أما بالنسبة للزنك ، فإن “الصف الأول من المعادن الانتقالية له أصوات شبكية كثيفة ومعقدة للغاية. لكن الزنك ، لسبب ما ، على الرغم من وجود عدد كبير من الترددات ، يبدو وكأنه مغني ملائكي يغني بذبذبة. “

يتعاون سميث حاليًا مع متحف Wonder Lab في بلومنجتون ، إنديانا ، لتطوير معرض متحف يسمح للزوار بالتفاعل مع الجدول الدوري ، والاستماع إلى الرثاء ، وإنشاء مؤلفاتهم الموسيقية الخاصة من الأصوات المختلفة. “الشيء الرئيسي الذي أريده [convey] هو أن العلم والفنون ليسا مختلفين في النهاية “. يمكن أن يؤدي دمجهم إلى أسئلة بحثية جديدة ، ولكن أيضًا إلى طرق جديدة للتواصل والوصول إلى جمهور أوسع.