Más allá del programa de televisión del 13C (que les recomiendo ver, porque es bien bueno), la historia de la humanidad ha sabido dar la razón al lema de “si suena, se toca”. Toda la evidencia apunta a que los humanos somos capaces de hacer música con cualquier material del cual podamos obtener sonido.

Y es que, si de producir sonido se trata, podríamos decir que todo nuestro entorno es un enorme instrumento musical. Desde técnicas tan primitivas como el hambone, que usan el cuerpo humano como instrumento de percusión, hasta la afinación de las estalactitas de una enorme caverna para hacer música, son prueba de que el límite no lo da nada otra cosa sino la propia imaginación.

Con el paso de los años, esta imaginación se ha visto favorecida por los avances en ciencia y la tecnología, que han ampliado nuestro concepto de “sonido”, más allá de las limitaciones de nuestros sentidos. Así, todo tipo de instrumentos insólitos han aparecido en escena: desde dispositivos que producen sonido a partir de campos magnéticos (el theremín), hasta instrumentos de corte futurista que operan a través de la alteración manual de rayos de luz láser.

Nanotecnología y música

En 1997, como parte de un ejercicio científico que buscaba ilustrar las posibilidades de la nanotecnología, un grupo de investigadores de la Universidad de Cornell (Nueva York, EEUU) diseñó el instrumento musical más pequeño del mundo: la nano-guitar.

Construida en silicio, la nano-guitar superó todo precedente con sus 10 micrómetros de largo. Esto es la centésima parte de un milímetro. Es del tamaño de un glóbulo rojo.

Nano-guitar. Créditos de imagen: Cornell University

Por supuesto, la nano-guitar no podría ser considerada un instrumento si no fuera capaz de producir sonido. Aunque desarrollar la tecnología capaz de “tocarla” tomó tiempo. Hoy se hace mediante láseres minúsculos y es 17 octavas más alta que la guitarra común y nuestro oído no la puede detectar.

En 1999 el grupo de investigación Craighead de la Universidad de Cornell, dirigido por el profesor Harold G. Craighead, construyeron un instrumento aún más pequeño, similar a un arpa, al que bautizaron como nano-harp.

Al igual que su hermana mayor, la nano-harp estaba hecha en un solo bloque de silicio con ocho “cuerdas”, distribuidas de forma similar a un arpa. La diferencia estaba en que en un arpa las cuerdas están bajo tensión, no así en el caso de la nano-harp. Debido a esto, sus notas estaban determinadas por la longitud y masa, siguiendo el mismo principio físico de los xilófonos.

Nano-harp. Créditos de imagen: Cornell University

Dado que no era posible usar pastillas de chiquitolina para encoger a un músico y hacerlo tocar la nano-harp, las pruebas de sonido se hicieron “tocando” sus diminutas cuerdas con señales de radiofrecuencia, que luego eran medidas con tecnología láser. El resultado fueron vibraciones de hasta 380 MHz, 19 mil veces más altas que la nota más aguda de nuestro rango auditivo.

Son las notas más agudas que el ser humano ha producido y registrado en la historia.

^{Don Cangrejo haciendo una demostración con un violín. ¿Ahora se entiende mejor la foto de portada?}

¿Y cuál es la utilidad de todo esto?

Aunque en un principio la nano-guitar fue diseñada solo con fines lúdicos y como una forma de difundir el trabajo de la Universidad de Cornell en nanotecnología, su construcción sí tuvo una utilidad científica a posteriori.

A nivel microscópico, muchas leyes físicas no han podido ser probadas de forma empírica. El uso de instrumentos como la nano-guitar o la nano-harp permiten observar el comportamiento de la materia y las ondas en una escala nunca antes estudiada, reduciendo la brecha entre el conocimiento teórico y la evidencia empírica.

Por otra parte, como ya vimos, la frecuencia a la que puede vibrar un objeto depende en gran medida de su tamaño y masa. Piensa en un violín y compáralo con un contrabajo. El violín es más pequeño, por lo tanto su sonido es más agudo. Esto es porque, físicamente hablando, a menor masa y longitud, mayor (más aguda) será su frecuencia de vibración. En el caso de la nanotecnología, los objetos con los que se trabaja son tan pequeños que se les puede hacer vibrar a velocidades que alcanzan los cientos de megahertz, como las ondas de radio.

La vibración en frecuencias muy altas podría facilitar la detección de vibraciones inusuales en estructuras y máquinas, con el fin de prevenir fallas.

Por otra parte, los dispositivos inalámbricos, como los celulares, suelen valerse de las oscilaciones de un cristal de cuarzo para generar la onda sobre la que transmiten o reciben llamadas. La implementación de nanotecnología en estos dispositivos permitiría obtener la misma onda, pero usando muchísimo menos espacio, y apenas consumiendo energía.

¿Qué te parecen estos nano-instrumentos?