科学者が周期表のあらゆる元素を音楽に変えている
ジョージア工科大学の機械エンジニアであるアセグン・ヘンリーは、地球上のあらゆる要素のユニークな「音楽的」特徴をカタログにまとめています。周期表音楽に合わせることにより、科学者は固体、液体、気体の分子構造の違いを理解するために言葉や図だけに頼る必要がなくなります。
「私の希望は、これが周期表を教えるための興味深いツールになることだけでなく、宇宙全体が動き回って音を立てているという考えについて人々に何らかの概念を与えることです」とヘンリーは語った。ギズモード。 「あなたにはそれが聞こえないだけです。」
では、なぜすべての化学元素には独自の音楽的特徴があるのでしょうか?宇宙のすべては一定の運動状態にある原子で構成されているため、これらの原子がより大きな分子間の結合内で振動する速度によって、固体、液体、気体、またはプラズマが生成されます。
これらの振動、または「波」は、熱伝導率や密度などの元素の特定の特性を定義するため、原子がどのように動き回っているのかを理解するほど、特定の元素の能力についてさらに知ることができます。
「分子間の距離に応じて相互作用のエネルギーがどのように変化するかが、多くの物理学を決定します」とヘンリーは言いました。 「原子の振動は速すぎて周波数が高すぎるため、聞こえるように原子の振動を遅くする必要があります」と彼は付け加えた。 「しかし、周期表の下位のものと、炭素のような非常に高いものの違いを聞くことができるでしょう。 1つは高く聞こえ、もう1つは低く聞こえます。」
過去の科学者はさまざまな感覚を利用することで元素の重要な特性を発見しており、それがこのアイデアの基礎になっています。場合によっては、要素内の分子の動きが非常に短時間または微妙であるため、視覚的なデータを見ただけでは分子の位置を特定できないことがあります。ただし、小さな「ピン」という音やトーンの変化がすべてを変える可能性があります。
楽しい小さなプロジェクトのように聞こえるかもしれませんが、実際には、粒子衝突からのデータを分析するために CERN の LHCSound と呼ばれるプロジェクトで使用された実績のある技術であり、これにより物理学者は耳で素粒子を検出できるようになりました。
ヘンリーも似たようなことをやっている。彼はこれを利用して、原子振動のシミュレーションやコンピューターモデルでは現れないポリマーの新しい特性を認識しました。
Gizmodo は次のように説明しています。「模擬ポリマーは熱的に超伝導になります。つまり、（非常に低い温度であっても）抵抗なく電気を伝導する既存のクラスの超伝導材料と同じように、抵抗なしで熱を輸送することができます。 …
ヘンリーと[大学院生のウェイ]・リヴは、この現象の原因となる数千の振動モードの中から3つの振動モードを特定することに成功した。しかし、視覚的なグラフで時間の経過に伴うモードの振幅をプロットするなどの通常の分析手法では、注目すべきことは何も明らかになりませんでした。
データを音響化することに決めて初めて、何が起こっているのかを正確に特定できました。これには、ピッチ、音色、振幅をデータにマッピングして、一種の分子音楽に変換することが含まれていました。」
ヘンリーは最近の論文でソニフィケーションの使用法を発表しました。応用物理学ジャーナルそして、彼のカタログを教育アプリに作成するために国立科学財団の助成金を申請しました。これにより、音楽の特徴を聞くだけでなく、独自の分子音楽を作成することもできます。
