Os pesquisadores estão desenvolvendo uma técnica que usa a luz síncrotron especial de raios X da Swiss Light Source SLS para digitalizar de forma não destrutiva gravações de fitas de áudio históricas de alto valor - incluindo tesouros do arquivo do Festival de Jazz de Montreux, como uma gravação rara do Rei do Blues, B.B. King.



As fitas magnéticas desapareceram quase completamente de nossas vidas e agora desfrutam apenas de uma existência nostálgica de nicho. No entanto, quantidades significativas destas mídias magnéticas analógicas ainda estão armazenadas em arquivos de estúdios de som, estações de rádio e TV, museus e coleções particulares em todo o mundo. A digitalização destas fitas é um desafio constante, bem como uma corrida contra o tempo, à medida que as fitas se degradam e eventualmente se tornam impossíveis de reproduzir.

Sebastian Gliga, físico da PSI e especialista em nanomagnetismo, e sua equipe estão desenvolvendo um método para digitalizar de forma não destrutiva fitas de áudio degradadas da mais alta qualidade usando luz de raios X. Para atingir este objetivo, têm colaborado com os Arquivos Nacionais de Som da Suíça, que produziram gravações de referência personalizadas e forneceram conhecimentos de engenharia de áudio. Agora, uma parceria com o Montreux Jazz Digital Project ajudará a desenvolver e testar ainda mais o método.

Evitando que fitas de áudio se deteriorem

Os restantes membros da famosa banda de rock Queen enfrentaram recentemente um grande desafio. Em seu estúdio, os músicos encontraram uma fita de 1988 contendo uma música com a voz de seu lendário cantor Freddie Mercury, falecido em 1991. Porém, a fita estava bastante danificada. No início, ninguém acreditava que conseguiriam salvar esta peça especial. Afinal, com grande esforço, os engenheiros de som conseguiram ter sucesso.

“É como juntar peças”, disse o guitarrista Brian May à BBC. Em 13 de outubro de 2022, a música "Face It Alone" foi finalmente lançada e invadiu as paradas mundiais, mais de 30 anos após sua criação original.

“Esse exemplo mostra que as fitas não foram feitas para durar para sempre”, explica Gliga. "O material se deteriora com o tempo e não pode mais ser reproduzido." Embora seja possível remontar e restaurar meticulosamente essas fitas, Gliga e sua equipe estão adotando uma abordagem completamente nova. Eles usam radiação síncrotron:“Com a luz de raios X de um síncrotron, podemos reconstruir até mesmo fragmentos de fita fortemente danificados, sem sequer tocá-los”.

Uma gravação de concerto única do lendário guitarrista de blues B.B. King está atualmente na bancada do laboratório de Gliga. Em 1980, o Rei do Blues fez seu segundo concerto no Festival de Jazz de Montreux – um espetáculo de 48 minutos que foi gravado em fita pelo engenheiro de som suíço Philippe Zumbrunn. Hoje, no entanto, apenas cerca de dez segundos desta gravação podem ser reproduzidos de cada vez. A composição química da fita já se deteriorou a tal ponto que qualquer reprodução em um dispositivo convencional apenas destruirá ainda mais a fita.

“Não estávamos interessados ​​apenas no conteúdo musical desta gravação de B.B. King, mas também em assumir o desafio que seu estado de decadência apresenta”, afirma Gliga. "A radiação síncrotron pode superar as limitações dos métodos convencionais de restauração."

Lendo os estados magnéticos

As fitas de áudio armazenam informações em uma camada de minúsculas partículas magnéticas – como pequenas agulhas de bússola apontando para o norte ou para o sul. Quando a fita é gravada, sua orientação magnética muda – a fita fica magnetizada e a informação de áudio é agora armazenada fisicamente no padrão de orientação. Para reproduzir esse padrão, a fita passa por um cabeçote de reprodução. À medida que o campo magnético muda constantemente através do padrão, uma tensão é induzida no cabeçote de reprodução e um sinal elétrico é gerado. Este sinal é amplificado e convertido em um sinal acústico.

Com seu método de raios X, Gliga não depende do campo magnético, mas das agulhas individuais da bússola que geram esse campo. "Os estados de magnetização dessas minúsculas partículas, cujo tamanho é menor que um décimo do diâmetro de um fio de cabelo humano, podem ser lidos quase individualmente usando a luz de raios X do SLS e convertidos em um sinal de áudio de alta qualidade," ele diz.

A cópia mais precisa

“A digitalização é um processo contínuo”, explica o físico. A chamada taxa de amostragem é importante. O termo refere-se à frequência na qual um sinal analógico é amostrado para conversão em um sinal digital. A onda sonora contínua é dividida em segmentos de um determinado intervalo de tempo e armazenada digitalmente. Uma taxa de amostragem mais alta significa uma resolução mais alta na digitalização do sinal original.

Como a luz síncrotron pode medir quase todas as agulhas da bússola magnética na fita, ela pode atingir uma resolução sem precedentes. “Conseguimos algo como a cópia mais precisa”, explica Gliga.

Nostalgia encontra alta tecnologia

Grande parte do mundo do áudio é física e pode ser expressa em fórmulas e números. Porém, quando se trata de conceitos como som e qualidade produzida, a experiência auditiva subjetiva é primordial. É por isso que Gliga trabalha com especialistas como o engenheiro de som e compositor de Basileia Daniel Dettwiler. Dettwiler é conhecido pelo processamento analógico de música. Seu estúdio também abriga um Studer A80, um gravador que grava e reproduz fitas magnéticas de áudio com alta precisão.

“O que reconstruímos com os raios X é o sinal de áudio bruto armazenado na fita”, explica Gliga. No entanto, se você reproduzir a mesma fita no Studer, obterá um sinal ligeiramente diferente. “Isso se deve à eletrônica dentro do dispositivo, que também processa e manipula o som.” Gliga e sua equipe utilizam, portanto, esse dispositivo analógico da década de 1970 para comparar os sons extraídos no síncrotron com as peças digitalizadas convencionalmente.

No momento, porém, a luz síncrotron permanece apagada – é a “hora escura” no SLS. O grande centro de investigação está a passar por uma atualização abrangente até ao início de 2025. O objetivo é melhorar o brilho do feixe síncrotron por um fator de 40.

“Nosso método se beneficiará muito com a atualização e permitirá medições ainda mais eficientes”, explica o físico.

Fornecido pelo Instituto Paul Scherrer