I ricercatori stanno sviluppando una tecnica che utilizza la speciale luce a raggi X di sincrotrone della Swiss Light Source SLS per digitalizzare in modo non distruttivo registrazioni di nastri audio storici di alto valore, compresi i tesori dell'archivio del Montreux Jazz Festival, come una rara registrazione del Il re del blues, B.B. King.
I nastri magnetici sono quasi completamente scomparsi dalla nostra vita e ormai vivono solo una nostalgica esistenza di nicchia. Tuttavia, quantità significative di questi supporti magnetici analogici sono ancora conservate negli archivi di studi di registrazione, stazioni radio e televisive, musei e collezioni private in tutto il mondo. La digitalizzazione di questi nastri è una sfida continua, nonché una corsa contro il tempo, poiché i nastri si degradano e alla fine diventano ingiocabili.
Sebastian Gliga, fisico del PSI ed esperto di nanomagnetismo, e il suo team stanno sviluppando un metodo per digitalizzare in modo non distruttivo i nastri audio degradati della massima qualità utilizzando la luce a raggi X. Per raggiungere questo obiettivo hanno collaborato con la Fonoteca nazionale svizzera, che ha prodotto registrazioni di riferimento personalizzate e ha fornito know-how di ingegneria audio. Ora, una partnership con il Montreux Jazz Digital Project aiuterà a sviluppare e testare ulteriormente il metodo.
I restanti membri della famosa rock band Queen hanno recentemente dovuto affrontare una grande sfida. Nel loro studio, i musicisti trovarono una cassetta del 1988 contenente una canzone con la voce del loro leggendario cantante Freddie Mercury, morto nel 1991. Tuttavia, la cassetta era gravemente danneggiata. All'inizio nessuno credeva di riuscire a salvare questo pezzo speciale. Con grande impegno, i tecnici del suono sono riusciti a farcela.
"È come cucire insieme pezzi", ha detto il chitarrista Brian May alla BBC. Il 13 ottobre 2022, la canzone "Face It Alone" è stata finalmente pubblicata e ha conquistato le classifiche mondiali, a più di 30 anni dalla sua creazione originale.
"Questo esempio dimostra che i nastri non sono fatti per durare per sempre", spiega Gliga. "Il materiale decade nel tempo e non può più essere riprodotto." Sebbene sia possibile rimontare e ripristinare meticolosamente tali nastri, Gliga e il suo team stanno perseguendo un approccio completamente nuovo. Usano la radiazione di sincrotrone:"Con la luce a raggi X di un sincrotrone possiamo ricostruire anche frammenti di nastro gravemente danneggiati senza nemmeno toccarli."
Una registrazione unica del concerto del leggendario chitarrista blues B.B. King è attualmente sul banco del laboratorio di Gliga. Nel 1980, il re del blues suonò il suo secondo concerto al Montreux Jazz Festival, uno spettacolo di 48 minuti catturato su nastro dall'ingegnere del suono svizzero Philippe Zumbrunn. Oggi, tuttavia, è possibile riprodurre solo una decina di secondi alla volta di questa registrazione. La composizione chimica del nastro è già degradata a tal punto che qualsiasi riproduzione su un dispositivo convenzionale non farà altro che distruggere ulteriormente il nastro.
"Non eravamo interessati solo al contenuto musicale di questa registrazione di B.B. King, ma anche ad accettare la sfida che presenta il suo stato di decadimento", afferma Gliga. "La radiazione di sincrotrone può superare i limiti dei metodi di ripristino convenzionali."
I nastri audio memorizzano le informazioni in uno strato di minuscole particelle magnetiche, come piccoli aghi di bussola che puntano a nord o a sud. Quando il nastro viene registrato, il loro orientamento magnetico viene modificato:il nastro viene magnetizzato e le informazioni audio vengono ora archiviate fisicamente nello schema di orientamento. Per riprodurre questo pattern, il nastro viene spostato oltre una testina di riproduzione. Poiché il campo magnetico cambia costantemente attraverso il modello, nella testina viene indotta una tensione e viene generato un segnale elettrico. Questo segnale viene amplificato e convertito in un segnale acustico.
Con il suo metodo a raggi X, Gliga non si basa sul campo magnetico, ma sui singoli aghi della bussola che generano questo campo. "Gli stati di magnetizzazione di queste minuscole particelle, la cui dimensione è inferiore a un decimo del diametro di un capello umano, possono essere letti quasi individualmente utilizzando la luce a raggi X dell'SLS e convertiti in un segnale audio di alta qualità." dice.
"La digitalizzazione è un processo continuo", spiega il fisico. La cosiddetta frequenza di campionamento è importante. Il termine si riferisce alla frequenza alla quale un segnale analogico viene campionato per la conversione in un segnale digitale. L'onda sonora continua viene divisa in segmenti di un certo intervallo di tempo e memorizzata digitalmente. Una frequenza di campionamento più elevata significa una risoluzione più elevata nella digitalizzazione del segnale originale.
Poiché la luce di sincrotrone può misurare quasi ogni singolo ago della bussola magnetica sul nastro, può raggiungere una risoluzione senza precedenti. "Otteniamo qualcosa di simile alla copia più accurata", spiega Gliga.
Gran parte del mondo audio è fisico e può essere espresso in formule e numeri. Tuttavia, quando si tratta di concetti come il suono e la qualità prodotta, l’esperienza uditiva soggettiva è fondamentale. Per questo motivo Gliga collabora con esperti come il tecnico del suono e compositore basilese Daniel Dettwiler. Dettwiler è rinomato per l'elaborazione della musica analogica. Nel suo studio c'è anche una Studer A80, un registratore che registra e riproduce nastri audio magnetici con alta precisione.
"Ciò che ricostruiamo con i raggi X è il segnale audio grezzo così come è memorizzato sul nastro", spiega Gliga. Tuttavia, se riproduci lo stesso nastro sullo Studer, ottieni un segnale leggermente diverso. "Ciò è dovuto all'elettronica all'interno del dispositivo, che inoltre elabora e manipola il suono." Gliga e il suo team utilizzano quindi questo dispositivo analogico degli anni '70 per confrontare i suoni estratti al sincrotrone con i brani digitalizzati convenzionalmente.
Al momento, tuttavia, la luce del sincrotrone rimane spenta:è il "momento buio" per l'SLS. Da qui all'inizio del 2025 il grande impianto di ricerca sarà sottoposto a un ammodernamento completo. L'obiettivo è migliorare la brillantezza del fascio di sincrotrone di un fattore 40.
"Il nostro metodo trarrà grandi benefici dall'aggiornamento e consentirà misurazioni ancora più efficienti", spiega il fisico.
Fornito dall'Istituto Paul Scherrer
