Vinilke in CDji

9. januar 2016
dr. Janez Zavašnik

Znanstveniki, ki »delajo znanost«, niso le bradati strici, ki se gladijo po sivih bradah in mislijo težke, nam nerazumljive misli. Veliko znanstvenikov se ukvarja s čisto zemeljskimi, nam vsakodnevno pot križajočimi težavami in izzivi. Včasih odkrivajo nove stvari, včasih izboljšujejo nam že znane. Med svojim raziskovanjem pa slej ko prej naletijo na dilemo: inovacija ali nenehno izboljševanje. Žarnice, na primer, namreč nismo odkrili z izboljševanjem sveče, ampak s temeljnimi raziskavami, ki v začetku niso dajale veliko upanja za praktično uporabo.

Eden izmed primerov, kjer sta pomembna tako razvoj kot izboljšava, je ohranjanje in predvajanje zvoka. Ali lahko tudi pesem, ki se ravnokar predvaja preko zvočnikov, vidimo? Ne dobesedno, lahko pa z elektronskim mikroskopom pogledamo, kako je shranjena na nosilcu zvoka. Za ilustracijo smo si izbrali vinilno in CD ploščo, ki je, vsaka po svoje, pomembno zaznamovala določeno obdobje. Vinilne long-play plošče (LP-jke) so namreč ob začetku proizvodnje 1948 v domove prvič prinesle reprodukcijo glasbe, prilagojeno vsakemu posamezniku, in so ohranile ta položaj vse do konca 80-ih let, ko jih nadomesti digitalni zapis in nato CD. Čeprav je na obeh ploščah shranjen zvok, delujeta zelo različno. Zvok na vinilni plošči je mehansko vrezan v PVC osnovo v obliki spiralnega utora, po katerem drsi gramofonska igla. Tipična gramofonska plošča, ki se vrti s konstantnimi 33? obrati na minuto, ima na vsaki strani plošče okrog 450 m dolg utor, po katerem drsi igla s hitrostjo 1.4 km/h, kar zadošča za približno 20 minut zvočnega zapisa. Na CD plošči pa je zvok zapisan v digitalni obliki kot kombinacija pik in črt, ki jih preberemo s pomočjo laserske svetlobe. Spiralni utor, na katerem so zapisani podatki, je dolg 5,4 km, kar zadostuje za 74 minut zvočnega zapisa. V nasprotju z vinilno ploščo se zapis začne v središču plošče, zapis pa je pred praskami zaščiten z debelo plastjo polikarbonata. Zvočni CD preberemo pri veliko večji hitrosti kot vinilno ploščo, hitrost vrtenja pa se spreminja med 200 obrati na robu diska pa vse do 500 obratov na minuto blizu sredine, da se ohrani konstantna hitrost branja.

Iz tehničnih podatkov lahko razberemo oba elementa, kjer je bila na delu znanost: izboljšave (gostota zapisa, hitrost vrtenja, daljši časi) in inovacije (digitaliziran zapis, uporaba laserja namesto igle, materiali), kar je, po kratki epizodi z magnetnimi trakovi (kdo se še spomni kasete?) botrovalo k ponovni uporabi nove, izboljšane CD plošče. Navkljub večji zmogljivosti digitalnih nosilcev zvoka, njihove praktičnosti in velikosti pa so vinilne plošče še vedno cenjene zaradi kvalitetne reprodukcije visokih tonov, ter značilnega, domačega prasketanja gramofonske igle.

S pomočjo elektronskega mikroskopa lahko sliko nosilca zvoka močno povečamo. Na levi strani lahko vidimo del spiralnega utora stereo-plošče »The Muppet Show« ki jo je ponatisnila Radio-televizija Beograd v osemdesetih. Na desni vidimo del aluminijaste folije generičnega CD diska, na katerega smo zapisali zvok v domačem računalniku. Da si lažje predstavljamo razliko v gostoti zapisa, sta spodnji sliki posneti pri isti povečavi!

Dr. Janez Zavašnik, doktor nanoznanosti in nanotehnologij, je zaposlen na Institutu »Jožef Stefan« v Centru za elektronsko mikroskopijo in mikroanalizo (CEMM) in trenutno na podoktorskem izpopolnjevanju na Max-Planck-Institut für Eisenforschung v Düsseldorfu. Poleg elektronov, fotografije in zgodovine znanosti ga zanima predvsem kristalografija v vseh oblikah. V svetu elektronov je vse črno-belo!