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 ses données sonification projet – 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 », Smith a déclaré lors d’une conférence de presse. « Finalement, je suis tombé sur les spectres visibles des éléments et j’ai été submergé par leur beauté et leur différence. J’ai pensé que ce serait vraiment cool de transformer ces spectres visibles, ces belles images, en son. »

La sonification des données n’est pas un nouveau concept. Par exemple, en 2018, les scientifiques transformés Image du rover Opportunity de la NASA sur Mars de ses 5 000^e lever de soleil sur Mars en musique. Le données de physique des particules utilisé pour découvrir le boson de Higgs, le échos d’un trou noir comme il a dévoré une étoile, et les lectures du magnétomètre de la mission Voyager ont également été transposées en musique. Et il y a quelques années, un[[ » 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] un par un au lieu de tous à la fois, vous obtenez un motif 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.