برای مطالعه در مورد صدای عناصر، چگونگی تغییر انرژی متناسب با فاصله میان مولکول‌ها اطلاعات زیادی را آشکار می‌سازد. برای شنیدن صدای اتم‌ها باید سرعت ارتعاش آنها کم شود، زیرا اتم‌ها با سرعتی بسیار بالایی حرکت میکنند. پس از پایین آوردن سرعت ارتعاش، می‌توان تفاوت صوتی میان عنصری که در پایین جدول تناوبی قرار گرفته را با عنصری مانند کربن که در بالای جدول جا دارد، احساس کرد. تن صدای یکی از آنها بسیار بالا و دیگری بسیار پایین است. همچنین این تکنیک میتواند به ابزاری جالب برای آموزش جدول تناوبی تبدیل شود و این مفهوم را که کل جهان همواره درحال حرکت و ایجاد صدا است را برای مردم توضیح دهد.
شرح پژوهش
محققین با استفاده از تکنیکی به نام داده sonification، نور مرئی ساطع شده توسط عناصر را به صدا تبدیل کرده و برای هر یک، صداهای منحصر به فرد و پیچیده ایجاد می کنند. امروزه، محققین اولین گام به سوی ساخت یک جدول تناوبی همراه با موسیقی را طی میکنند.
پیش از این، دبلیو واکر اسمیت، محقق انحصاری این پروژه، علایق خود از ترکیب موسیقی و شیمی را در نظر گرفت و ارتعاشات طبیعی مولکول ها را به یک ترکیب موسیقی تبدیل کرد. اسمیت می‌گوید: بازنمایی‌های بصری طول موج‌های مجزای نور منتشر شده توسط عناصری مانند اسکاندیم را دیدم که بسیار زیبا و پیچیده بودند.
عناصر هنگامی که انرژی می گیرند نور مرئی ساطع می کنند. این نور از چندین طول موج مجزا یا رنگ های خاص با سطوح روشنایی که برای هر عنصر منحصر به فرد است تشکیل شده است. اما مجموعه ای از طول موج ها برای عناصر مختلف، از نظر بصری به سختی قابل تشخیص است، به خصوص برای فلزات واسطه که می توانند هزاران رنگ جداگانه داشته باشند. در نتیجه تبدیل نور به فرکانس صدا می تواند راه دیگری برای تشخیص تفاوت بین عناصر باشد.
اسمیت محقق دانشگاه ایندیانا برای حفظ پیچیدگی و تفاوت‌های ظریف طیف‌های عنصر تا حد ممکن، با مربیان دانشکده در دانشگاه ایندیانا، از جمله دیوید کلمر، دکترا، استاد بخش شیمی و بیوشیمی، و چی وانگ، دکترای تخصصی، استاد دانشگاه ایندیانا مشورت کرد. مدرسه موسیقی جیکوبز اسمیت با کمک آنها یک کد کامپیوتری ساخت که طول موج های رنگی به امواج سینوسی مجزا تبدیل شدند.
در اوایل فرآیند تحقیق، کلمر و اسمیت شباهت هایی بین الگوی ارتعاشات نور و صدا را مورد بحث قرار دادند. به عنوان مثال، رنگ های نور مرئی بنفش تقریباً دو برابر فرکانس نور قرمز است و در موسیقی، یک یا دو برابر شدن فرکانس مربوط به یک اکتاو است. بنابراین، نور مرئی را می توان «اکتاو نور» در نظر گرفت. اما این اکتاو نور در فرکانس بسیار بالاتری از محدوده قابل شنیدن است. بنابراین، اسمیت فرکانس امواج سینوسی را تقریبا به ۱۰-۱۲ کاهش داد و خروجی صدا را در محدوده‌ای قرار داد که گوش‌های انسان بیشترین حساسیت را نسبت به تفاوت‌های گام دارند.
اسمیت می‌گوید: «نتیجه این است که عناصر ساده‌تر، مانند هیدروژن و هلیوم، شبیه آکوردهای موسیقی هستند، اما بقیه شامل مجموعه‌ای پیچیده‌تر از صداها میباشند.
نتیجه پژوهش
هدف نهایی این تحقیق تبدیل این فناوری به یک ساز موسیقی جدید با نمایشگاهی در موزه علوم، سلامت و فناوری WonderLab در بلومینگتون، ایندیانا است. اسمیت می‌گوید: «من می‌خواهم یک جدول تناوبی موزیکال ایجاد کنم، که به کودکان و بزرگسالان اجازه می‌دهد عنصری را انتخاب کنند و نمایشی از طیف نور مرئی آن را ببینند و همزمان آن را بشنوند. او می افزاید که این رویکرد مبتنی بر صدا ارزش بالقوه ای به عنوان یک روش تدریس جایگزین در کلاس های درس شیمی دارد و میتواند به یادگیری افراد دارای اختلالات بینایی نیز کمک کند.
