La tabla periódica de los elementos ha sido durante mucho tiempo un elemento básico en las aulas y laboratorios de ciencias de todo el mundo, pero ¿alguna vez te has preguntado cómo son estos elementos? Puedes tocar, ver, saborear y oler los elementos, por supuesto, pero ¿cómo es posible escuchar los elementos químicos? Entra W Walker Smithinvestigador de la Universidad de Indiana, ha llevado su pasión por la música y la química a un nivel completamente nuevo.

A través de una técnica llamada sonicación de datos, Smith ha transformado la luz visible emitida por los objetos en sonidos únicos y complejos para cada uno. En el proceso, compiló efectivamente una tabla periódica musical.

La salida vocal resultante es una maravillosa combinación de armonías y patrones llamativos a medida que las notas de los diferentes elementos interactúan entre sí. Los elementos más simples, como el hidrógeno y el helio, suenan vagamente como cuerdas musicales, mientras que otros elementos tienen un conjunto de sonidos más complejo. Por ejemplo, el calcio suena como campanas tintineando juntas, y el zinc como un coro angelical cantando un acorde mayor por vibrato.

El sonido de la química.

Smith tuvo la idea durante sus incursiones iniciales en la sonicación química cuando transformó las vibraciones naturales de las moléculas en acordes musicales.

“Luego vi representaciones visuales de las longitudes de onda discretas de luz emitidas por elementos, como el escandio”, dice Smith. “Era genial y complejo, y pensé: ‘Vaya, yo también quiero convertirlo en música'”. “

Sin embargo, Smith no es el primero en tener esta idea. Previamente, otras personas han considerado asignar las longitudes de onda de luz más brillantes que refleja un elemento químico a las notas individuales tocadas por las teclas del piano. Pero al hacerlo, este enfoque ignora la rica diversidad de longitudes de onda que emiten algunos elementos, sobre todo los metales.

Para preservar la mayor complejidad y matiz posible, Smith trabajó con expertos en química y música para diseñar un nuevo algoritmo informático que convierte los datos de luz de cada elemento en una mezcla de notas, todo en tiempo real. Este programa informático convierte longitudes de onda de colores discretos en ondas sinusoidales individuales cuya frecuencia corresponde a la frecuencia de la luz.

Sin embargo, esta no es una conversión perfecta, ya que la frecuencia de “octava” de la luz es mucho más alta que el rango audible, por lo que los investigadores redujeron las frecuencias de las ondas sinusoidales en un factor de 10.^-12 Así que en realidad podemos escucharlo. La amplitud de las longitudes de onda, que es lo alto o bajo que suenan, coincide con el brillo de la luz reflejada por cada elemento químico.

Algunas notas pueden sonar desafinadas, pero eso es de esperar porque las transposiciones no encajan en la misma medida tónica, que es el sistema de afinación que se usa en todos los instrumentos modernos, en el que la octava se divide en 12 semitonos de igual tamaño. . Estos tonos desafinados, conocidos musicalmente como microtonos, provienen de frecuencias que se encuentran entre las teclas de un piano tradicional.

“Las decisiones sobre lo que es vital preservar cuando se realiza la sonicación de datos son desafiantes y gratificantes. Smith ha hecho un gran trabajo al tomar tales decisiones desde un punto de vista musical”, dijo Chi Wang, profesor de la Escuela de Música Jacobs que fue involucrados en el desarrollo del algoritmo.

El objetivo final de Smith es convertir esta tecnología en un nuevo instrumento musical a través de una exhibición en el Museo WonderLab de Ciencia, Salud y Tecnología en Bloomington, Indiana. Espera crear una tabla periódica musical interactiva en tiempo real que permita a niños y adultos elegir un elemento y escuchar su sonido único mientras ven una pantalla del espectro de luz visible.

Las aplicaciones potenciales de este enfoque basado en el sonido van más allá de crear música hermosa. Tiene valor como método de enseñanza alternativo en las clases de química, haciéndolo inclusivo para personas con discapacidad visual y diferentes estilos de aprendizaje.

Este maravilloso trabajo fue presentado hoy en Reunión de primavera de la AEC de 2023.