Các nhà nghiên cứu đang phát triển một kỹ thuật sử dụng tia X synchrotron đặc biệt từ Nguồn SLS của Thụy Sĩ để số hóa không phá hủy các băng ghi âm thanh có giá trị cao bao gồm cả kho lưu trữ từ Liên hoan nhạc Jazz Montreux, như bản ghi âm hiếm của Vua nhạc Blues, B.B. King.
Băng từ gần như đã biến mất hoàn toàn khỏi cuộc sống của chúng ta. Tuy nhiên, số lượng đáng kể của các phương tiện từ tính tương tự này vẫn được đặt trong kho lưu trữ của các phòng thu âm, đài phát thanh và truyền hình, viện bảo tàng và các bộ sưu tập tư nhân trên toàn thế giới. Số hóa các băng này là thách thức như một cuộc chạy đua với thời gian, vì sự xuống cấp và hư hỏng của chúng. Sebastian Gliga, nhà vật lý tại PSI và chuyên gia về từ tính nano, cùng nhóm của ông đang phát triển một phương pháp số hóa không phá hủy các băng âm thanh đã xuống cấp ở chất lượng cao nhất bằng cách sử dụng bức xạ tia X. Để đạt được mục tiêu này, họ đã cộng tác với Cơ quan Lưu trữ Âm thanh Quốc gia Thụy Sĩ, nơi sản xuất các bản ghi tham chiếu theo yêu cầu riêng và cung cấp bí quyết kỹ thuật âm thanh. Sự hợp tác với Dự án kỹ thuật số Montreux Jazz giúp phát triển và thử nghiệm phương pháp này.
Sebastian Gliga cuộn một băng ghi âm Studer A80: Máy đọc bang ghi âm của Idee und Klang ở Basel, phòng thu của kỹ sư âm thanh và nhà soạn nhạc Daniel Dettwiler. Thiết bị tương tự, được sản xuất tại Regensdorf vào những năm 1970, dùng để tạo ra các bản ghi tham chiếu có thể so sánh trực tiếp với kết quả của các phép đo synchrotron (Nguồn: Viện Paul Scherrer/Mahir Dzambegovic).
Các thành viên còn lại của ban nhạc rock nổi tiếng Queen mới đây phải đối mặt với một thử thách lớn. Trong phòng thu của họ, các nhạc sĩ đã tìm thấy một cuốn băng từ năm 1988 có bài hát do ca sĩ huyền thoại Freddie Mercury thể hiện, đã qua đời năm 1991. Tuy nhiên, cuốn băng đã bị hư hỏng nặng. Lúc đầu, không ai tin rằng họ có thể cứu được tác phẩm đặc biệt này. Với nỗ lực rất lớn, cuối cùng thì các kỹ sư âm thanh cũng đã thành công. Ngày 13 tháng 10 năm 2022, bài hát “Face It Alone” cuối cùng đã được phát hành và làm mưa làm gió trên các bảng xếp hạng toàn thế giới, hơn 30 năm sau khi được sáng tác.
Gliga giải thích: “Trường hợp đó cho thấy băng không được tạo ra để tồn tại mãi mãi”. “Vật liệu này sẽ phân hủy theo thời gian và không thể sử dụng lại được.” Mặc dù có thể tập hợp và khôi phục những cuộn băng như vậy nhưng Gliga và nhóm của ông đang theo đuổi một phương pháp hoàn toàn mới. Họ sử dụng bức xạ synchrotron: “Với tia X từ synchrotron, chúng tôi có thể tái tạo lại những mảnh băng bị hư hỏng nặng mà không cần chạm vào chúng.” Bản ghi âm buổi hòa nhạc độc đáo của nghệ sĩ guitar blues huyền thoại B.B. King hiện đang được đặt trên băng ghế trong phòng thí nghiệm của Gliga. Năm 1980, Vua nhạc Blues biểu diễn buổi hòa nhạc thứ hai tại Liên hoan nhạc Jazz Montreux, một buổi biểu diễn kéo dài 48 phút được kỹ sư âm thanh người Thụy Sĩ Philippe Zumbrunn ghi lại trên băng. Tuy nhiên, ngày nay, mỗi lần chỉ có thể phát lại khoảng mười giây của bản ghi này. Thành phần hóa học của băng đã bị phân hủy đến mức bất kỳ hoạt động phát lại nào trên thiết bị thông thường sẽ chỉ phá hủy băng. Gliga nói: “Chúng tôi không chỉ quan tâm đến nội dung âm nhạc của bản thu âm B.B. King mà còn quan tâm đến trạng thái phân hủy của nó”. “Bức xạ synchrotron có thể khắc phục những hạn chế của các phương pháp phục hồi thông thường.”.
Băng ghi âm lưu trữ thông tin trong một lớp các hạt từ tính cực nhỏ – giống như những chiếc kim la bàn nhỏ chỉ về phía bắc hoặc phía nam. Khi băng được ghi, hướng từ của chúng bị thay đổi, băng trở nên bị từ hóa và thông tin âm thanh được lưu trữ vật lý theo kiểu định hướng. Để phát lại mẫu này, băng được di chuyển qua đầu phát. Khi từ trường liên tục thay đổi, điện áp sẽ được tạo ra trong đầu phát và tín hiệu điện được tạo ra. Tín hiệu này được khuếch đại và chuyển đổi thành tín hiệu âm thanh. Với phương pháp tia X của mình, Gliga không dựa vào từ trường mà dựa vào các kim la bàn riêng lẻ tạo ra trường này. “Trạng thái từ hóa của những hạt nhỏ bé này, có kích thước nhỏ hơn 1/10 đường kính sợi tóc người, có thể được đọc gần như riêng lẻ bằng tia X và chuyển đổi thành tín hiệu âm thanh chất lượng cao,”.
Gliga giải thích: “Số hóa là một quá trình liên tục”. Cái gọi là tốc độ lấy mẫu rất quan trọng. Thuật ngữ này đề cập đến tần số mà tín hiệu tương tự được lấy mẫu để chuyển đổi thành tín hiệu số. Sóng âm thanh liên tục được chia thành các đoạn trong khoảng thời gian nhất định và được lưu trữ dưới dạng kỹ thuật số. Tốc độ lấy mẫu cao hơn có nghĩa là độ phân giải cao hơn trong việc số hóa tín hiệu gốc. Vì tia X synchrotron có thể đo hầu hết mọi kim la bàn từ tính trên băng nên nó có thể đạt được độ phân giải cao.
Phần lớn thế giới âm thanh là vật lý và có thể được biểu diễn bằng các công thức và con số. Tuy nhiên, khi nói đến các khái niệm như âm thanh và chất lượng được tạo ra, trải nghiệm âm thanh là điều quan trọng nhất. Đó là lý do tại sao Gliga làm việc với các chuyên gia như kỹ sư âm thanh và nhà soạn nhạc Daniel Dettwiler ở Basel. Dettwiler nổi tiếng về xử lý nhạc analog. Studio của anh cũng là nơi có Studer A80, một loại máy ghi băng có thể ghi và phát lại các băng âm thanh từ tính với độ chính xác cao. Gliga giải thích: “Những gì chúng tôi tái tạo lại bằng tia X là tín hiệu âm thanh thô khi nó được lưu trữ trên băng”. Tuy nhiên, nếu phát cùng một đoạn băng trên Studer, sẽ nhận được tín hiệu hơi khác một chút. “Điều này là do các thiết bị điện tử bên trong thiết bị có chức năng xử lý và điều khiển âm thanh bổ sung.” Do đó, Gliga và nhóm của ông sử dụng thiết bị tương tự này từ những năm 1970 để so sánh âm thanh được trích xuất ở synchrotron với các mảnh được số hóa thông thường.
Từ khóa: bức xạ; tia X; synchrotron;
– CMD&DND –
