La cimática (del griego antiguo : κῦμα , romanizado : kŷma , literalmente 'onda') es un subconjunto de fenómenos vibratorios modales . El término fue acuñado por el médico suizo Hans Jenny (1904-1972). Normalmente, la superficie de una placa, diafragma o membrana se hace vibrar y las regiones de desplazamiento máximo y mínimo se hacen visibles en una fina capa de partículas, pasta o líquido. [1] Surgen diferentes patrones en el medio excitador dependiendo de la geometría de la placa y la frecuencia de conducción.
El aparato empleado puede ser sencillo, como el cuenco chino , en el que se frotan mangos de cobre y se hacen vibrar los elementos del fondo de cobre. Otros ejemplos incluyen la placa de Chladni [2] y el llamado cimascopio.
El 8 de julio de 1680, Robert Hooke pudo ver los patrones nodales asociados con los modos de vibración de las placas de vidrio. Hooke pasó un arco por el borde de una placa de vidrio cubierta de harina y vio emerger los patrones nodales. [3]
El músico y físico alemán Ernst Chladni observó en el siglo XVIII que los modos de vibración de una membrana o de una placa se pueden observar rociando la superficie vibratoria con un polvo fino (por ejemplo, polvo de licopodio , harina o arena fina). El polvo se mueve debido a la vibración y se acumula progresivamente en puntos de la superficie correspondientes a la vibración sonora. Los puntos forman un patrón de líneas, conocido como "líneas nodales del modo de vibración". Los modos normales de vibración y el patrón de líneas nodales asociados con cada uno de ellos están completamente determinados, para una superficie con características mecánicas homogéneas, por la forma geométrica de la superficie y por la forma en que se limita la superficie. [3]
Experimentos de este tipo, similares a los llevados a cabo anteriormente por Galileo Galilei [4] hacia 1630 y por Robert Hooke en 1680, fueron perfeccionados posteriormente por Chladni, quien los introdujo sistemáticamente en 1787 en su libro Entdeckungen über die Theorie des Klanges (Descubrimientos sobre la teoría del sonido). Esto proporcionó una importante contribución a la comprensión de los fenómenos acústicos y el funcionamiento de los instrumentos musicales. Las figuras así obtenidas (con la ayuda de un arco de violín frotado perpendicularmente a lo largo del borde de placas lisas cubiertas con arena fina) todavía se denominan "figuras de Chladni".
En 1967 Hans Jenny , seguidor de la doctrina antroposófica de Rudolf Steiner , publicó dos volúmenes titulados Kymatic (1967 y 1972), en los que, repitiendo los experimentos de Chladni, afirmaba la existencia de un poder sutil basado en las imágenes normales y simétricas realizadas por ondas sonoras . Jenny puso arena, polvo y líquidos en una placa de metal conectada a un oscilador que podía producir un amplio espectro de frecuencias. La arena u otras sustancias se organizaban en diferentes estructuras caracterizadas por formas geométricas propias de la frecuencia de la vibración emitida por el oscilador. Según Jenny, estas estructuras, que recuerdan al mandala y otras formas recurrentes en la naturaleza, serían una manifestación de un campo de fuerza invisible de la energía vibratoria que las generó. Quedó particularmente impresionado por la observación de que, al imponer una vocalización en sánscrito antiguo de Om (considerado por hindúes y budistas como el sonido de la creación), el polvo de licopodio formaba un círculo con un punto central, una de las formas en que se había representado Om .
De hecho, para una placa de forma circular, que descansa en el centro (o en el borde, o al menos en un conjunto de puntos con simetría central), todos los modos de vibración nodal tienen simetría central, por lo que la observación de Jenny es totalmente consistente con propiedades matemáticas bien conocidas. [5] Desde el punto de vista físico-matemático, la forma de los patrones nodales está predeterminada por la forma del cuerpo puesto en vibración o, en el caso de ondas acústicas en un gas, por la forma de la cavidad en la que está contenido el gas. . La onda sonora, por tanto, no influye en absoluto en la forma del cuerpo vibrante ni en la forma de los patrones nodales. Lo único que cambia debido a la vibración es la disposición de la arena. La imagen formada por la arena, a su vez, está influenciada por el espectro de frecuencias de la vibración sólo porque cada modo de vibración se caracteriza por una frecuencia específica. Por lo tanto, el espectro de la señal que excita la vibración determina qué patrones se muestran realmente nodales. Los fenómenos físicos implicados en la formación de las figuras de Chladni se explican mejor mediante la física clásica. [6] Los analistas modernos, incluido Michael Shermer , han denominado pseudociencia la aplicación de la antroposofía en áreas como la ingeniería, la medicina, la biología y la agricultura biodinámica . [ cita necesaria ]
Los dispositivos para mostrar imágenes nodales han influido en las artes visuales y la música contemporánea. La artista Björk creó proyecciones de patrones cimáticos utilizando frecuencias de graves durante la gira de su álbum Biophilia . De manera similar, el pintor y músico Perry Hall utiliza las vibraciones de un bajo eléctrico para crear patrones cimáticos en tanques de pintura, [7] que filma (los Dibujos Sonoros). [8]
El libro de Hans Jenny sobre figuras de Chladni influyó en Alvin Lucier y ayudó a crear la composición de Lucier Reina del Sur . El trabajo de Jenny también fue seguido por el fundador del Centro de Estudios Visuales Avanzados (CAVS), György Kepes en el MIT . [9] Su trabajo en esta área incluyó una pieza de chapa metálica vibrada acústicamente en la que se habían perforado pequeños agujeros en una rejilla. Pequeñas llamas de gas ardieron a través de estos agujeros y esta configuración hizo visibles patrones termodinámicos .
A mediados de los años 1980, el artista visual Ron Rocco , que también desarrolló su trabajo en CAVS, empleó espejos montados en diminutos servomotores , impulsados por la señal de audio de un sintetizador y amplificados por un amplificador de válvulas para reflejar el haz de un láser. Esto creó patrones de luz que correspondían a la frecuencia y amplitud del audio. Utilizando este haz para generar retroalimentación de video y computadoras para procesar la señal de retroalimentación, Rocco creó su serie de instalaciones "Andro-media". Más tarde, Rocco formó una colaboración con el músico David Hykes , quien practicaba una forma de canto de armónicos mongoles con The Harmonic Choir, para generar imágenes cimáticas a partir de un charco de mercurio líquido, que funcionaba como un espejo líquido para modular el haz de un láser de helio-neón. del sonido así generado. Se pueden encontrar fotografías de esta obra en el catálogo de Ars Electronica de 1987. [10]
El fotógrafo y filósofo alemán contemporáneo Alexander Lauterwasser ha llevado la cimática al siglo XXI utilizando osciladores de cristal finamente elaborados para hacer resonar placas de acero cubiertas con arena fina y hacer vibrar pequeñas muestras de agua en placas de Petri . Su primer libro, Water Sound Images , [11] traducido al inglés en 2006, presenta imágenes de luz reflejada en la superficie del agua puesta en movimiento por fuentes de sonido que van desde ondas sinusoidales puras hasta música de Beethoven , Karlheinz Stockhausen , el grupo electroacústico Kymatik ( que a menudo graban con sonido envolvente ambisónico ) y canto de armónicos . Las fotografías resultantes de patrones de ondas estacionarias son sorprendentes. El libro de Lauterwasser se centró en crear analogías visuales detalladas de patrones naturales que van desde la distribución de manchas en un leopardo hasta los patrones geométricos que se encuentran en plantas y flores, pasando por las formas de las medusas y los intrincados patrones que se encuentran en el caparazón de una tortuga.
El compositor Stuart Mitchell y su padre TJ Mitchell afirmaron que las tallas de la Capilla Rosslyn supuestamente contienen referencias a patrones cimáticos. En 2005 crearon una obra llamada The Rosslyn Motet , realizada al intentar hacer coincidir varios patrones de Chladni con 13 símbolos geométricos tallados en las caras de cubos que emanan de 14 arcos. [12]
El grupo musical The Glitch Mob utilizó la cimática para producir el vídeo musical "Becoming Harmonious (con Metal Mother)". [13]
Influenciado por los diagramas y la cimática de Yantra , el artista y diseñador de moda Mandali Mendrilla creó un vestido escultórico llamado "Kamadhenu" (Vestido del árbol de los deseos III), cuyo patrón se basa en un diagrama de Yantra que representa a la diosa Kamadhenu . [14] [15]
Aphex Twin sugiere aprender más sobre la cimática en referencia a la 'afinación maestra de 440 Hz ' en una conversación con el fabricante de sintetizadores Tatsuya Takahashi . [dieciséis]
Desde 2010, el colectivo de arte Analema Group crea performances participativas en las que el público produce patrones cimáticos digitalmente en tiempo real. [17]
En 2014, el músico Nigel Stanford produjo "Cymatics", un vídeo musical e instrumental diseñado para demostrar los aspectos visuales de la cimática. [18]
En 2016, el compositor y ex mariscal de campo del estado de Arizona, Samson Szakacsy, creó "The Drawing Machine" colocando un subwoofer boca arriba, con papel grueso encima y bolígrafos de pintura colgando de un hilo de pescar, mientras la vibración de sus canciones movía los bolígrafos para producir. patrones de flores tipo fractal. Luego llevó a Drawing Machine de gira e hizo que cada set se dibujara en vivo para retratar cómo se ve la música. Esta demostración de cimática se puede ver en este vídeo.
El pintor estadounidense contemporáneo Jimmy O'Neal creó su propio ciberscopio, que ha utilizado para producir diversas obras de arte público. Una de esas pinturas es 511,95 Hz de vino, un mural a gran escala basado en el patrón creado al pasar un dedo por el borde de una copa de vino casi vacía. [19]
El logotipo y el tema artístico de Eurovisión 2022 se basan en la cimática. [20]
La secuencia del título principal de El Señor de los Anillos: Los Anillos de Poder está inspirada en la cimática. [21]
Inspirándose en patrones periódicos y simétricos en la interfaz aire-líquido creados por la vibración del sonido, P. Chen y sus compañeros desarrollaron un método para diseñar diversas estructuras a partir de materiales a microescala utilizando plantillas de base líquida. [22] Esta plantilla de base líquida se puede reconfigurar dinámicamente ajustando la frecuencia de vibración y la aceleración.
