C'est pourquoi vous entendez parfois des bavardages dans votre bol chantant tibétain

Les bols chantants tibétains sont connus pour leurs tonalités harmoniques apaisantes, idéales pour la méditation. Mais ils peuvent aussi produire du « bavardage », une sorte de bruit de cognement. Un groupe d'étudiants de premier cycle en Floride pense avoir compris pourquoi cela se produit.

Les bols chantants sont généralement fabriqués à partir d'alliages métalliques en bronze, contenant du cuivre, du zin, du zinc, de l'argent, du nickel, de l'or et d'autres métaux courants. On y joue en frappant le bord avec un maillet rembourré spécial appelé puja (généralement enveloppé de cuir), ou en frottant doucement le maillet autour du bord du bol.

L'effet est le même que les tons doux produits en frottant un doigt humide sur le bord d'un verre à vin. Cela est dû à un phénomène appelé fréquence de résonance : lorsqu'un son commence à vibrer en phase avec la fréquence naturelle d'un objet. dans le cas d'un verre à vin ou d'un bol, vous obtenez ces tons harmoniques apaisants. Les bols chantants ont des fréquences de résonance relativement faibles, il est donc plus facile de produire des sons qu'avec un verre à vin.

Ces propriétés acoustiques inhabituelles intéressent depuis longtemps les chercheurs, en grande partie parce qu’il s’agit d’un bon moyen d’étudier les interactions des liquides avec des matériaux solides – ce qui intéresse vivement les ingénieurs qui conçoivent, par exemple, des ponts et des bâtiments capables de résister à des vents violents. (Le tristement célèbre effondrement du pont de Tacoma Narrows (alias « Galloping Gertie ») en 1940 est un exemple classique du pouvoir des résonances.)

En 2011, des chercheurs du MIT ont étudié comment des bols chantants tibétains remplis d'eau pouvaient résonner suffisamment fort pour propulser des gouttelettes à la surface de l'eau. Ces résonances modifient légèrement la forme du bol, et l’énergie issue de ce changement de forme génère ce qu’on appelle des « ondes de Faraday » dans l’eau à l’intérieur. Finalement, les effets de résonance deviennent si forts que vous obtenez des vagues déferlantes et des gouttelettes pétillantes. Découvrez-le dans la vidéo ci-dessous :

Le phénomène du « bavardage » dans les bols chantants de l’Himalaya est un peu différent. "Au fur et à mesure que la puja se déplace autour du bord du bol, elle passe très rapidement du bas au métal, ce qui est appelé" mouvement slip-stick "", co-auteur Chloe Keefer, étudiante de premier cycle au Rollins College en Floride, a déclaré dans un communiqué. Un mouvement similaire apparaît dans d’autres instruments, notamment les violons et les violoncelles, mais peu de recherches ont été menées sur le phénomène dans les bols chantants.

Keefer et ses camarades de premier cycle – qui font partie d'un programme spécial du RollinsCollege axé sur la recherche originale de premier cycle sur la physique des instruments de musique – ont décidé de corriger cet oubli. Ils ont utilisé un vibromètre laser Doppler pour mesurer les vibrations de la surface sans entrer en contact avec le bol, en se concentrant sur plusieurs points du bord intérieur, combiné à une technique de visualisation de haut niveau capable de prendre des photos à 10 000 images par seconde pour visualiser ces vibrations.

Ils recherchaient spécifiquement l’emplacement d’un point de vibration nulle, appelé « nœud », sur le bol. Ce n’était pas là où ils pensaient que ce serait.

"Les gens s'attendraient à ce que la puja repose sur le nœud du mouvement vibratoire du bol, mais en fait, ce n'est pas le cas", a déclaré Keefer. Au lieu de cela, leur analyse a montré qu’elle se situe à quelques millimètres de la puja. Lorsque quelqu'un déplace la puja le long du bord du bol pour y jouer, le nœud le suit juste derrière. Augmentez la vitesse de rotation du puma et vous augmentez l'amplitude (force ou volume) des vibrations de la jante.

Et une fois que cette amplitude vibratoire devient suffisamment grande, elle fait tomber la puja du bol, un peu comme les gouttelettes d'eau sautillantes produites lors des expériences de 2011. Voilà ! Vous obtenez du bavardage.

Leur étude n’est pas entièrement académique. Les mesures pourraient un jour s’avérer utiles pour mieux comprendre la mécanique du grincement des freins de votre voiture, dans le but de réduire ces bruits indésirables.

En attendant, les étudiants de premier cycle de Rollins poursuivront leurs recherches sur la physique des cordes de piano, des anches de clarinette, des cuivres et des bols chantants.