研究人员正在开发一种技术，利用瑞士光源SLS发出的特殊同步加速器X射线光对高价值历史录音带中的录音进行非破坏性数字化，其中包括蒙特勒爵士音乐节档案中的珍品，例如罕见的录音带蓝调之王，BB之王。

物理学家使用X射线拯救旧音乐录音

磁带几乎完全从我们的生活中消失，现在只享有怀旧的利基存在。然而，大量的这些模拟磁性介质仍然存储在世界各地的录音室、广播电台和电视台、博物馆和私人收藏的档案中。将这些磁带数字化是一项持续的挑战，也是与时间的赛跑，因为磁带会退化并最终变得无法播放。

PSI物理学家、纳米磁性专家SebastianGliga和他的团队正在开发一种使用X射线以最高质量无损地数字化退化录音带的方法。为了实现这一目标，他们一直与瑞士国家声音档案馆合作，该档案馆制作了定制的参考录音并提供了音频工程专业知识。现在，与蒙特勒爵士乐数字项目的合作将有助于进一步开发和测试该方法。

防止录音带损坏

著名摇滚乐队Queen的剩余成员最近面临着巨大的挑战。在他们的工作室里，音乐家们发现了一盘1988年的磁带，其中包含一首由他们的传奇歌手FreddieMercury(于1991年去世)演唱的歌曲。然而，磁带已严重损坏。起初，没有人相信他们能够保存这件特殊的作品。经过音响工程师的努力，最终还是成功了。

“这就像将碎片缝合在一起，”吉他手布莱恩·梅告诉英国广播公司。2022年10月13日，歌曲《FaceItAlone》终于发行，并席卷全球排行榜，距其最初创作已有30多年。

“这个例子表明，磁带并不是可以永久保存的，”格利加解释道。“这些材料会随着时间的推移而腐烂，无法再播放。”尽管可以费力地重新组装和恢复此类磁带，但格利加和他的团队正在寻求一种全新的方法。他们使用同步加速器辐射：“利用同步加速器发出的X射线，我们甚至可以在不接触严重损坏的磁带碎片的情况下重建它们。”

传奇蓝调吉他手BBKing的独特音乐会录音目前放在Gliga的实验室长凳上。1980年，这位蓝调之王在蒙特勒爵士音乐节上举办了他的第二场音乐会，这场长达48分钟的盛况由瑞士音响工程师PhilippeZumbrunn录制在磁带上。然而，今天一次只能播放大约十秒的录音。磁带的化学成分已经腐烂到这样的程度，在传统设备上播放只会进一步破坏磁带。

“我们不仅对这张BBKing唱片的音乐内容感兴趣，而且还想接受其腐烂状态所带来的挑战，”Gliga说道。“同步加速器辐射可以克服传统恢复方法的局限性。”

读取磁态

录音带将信息存储在一层微小的磁性粒子中，就像指向北方或南方的小罗盘针一样。当磁带被录制时，它们的磁性方向会发生变化-磁带被磁化，并且音频信息现在物理存储在方向模式中。为了播放该模式，磁带移动经过播放头。当磁场通过图案不断变化时，播放头中会产生感应电压并生成电信号。该信号被放大并转换成声信号。

格利加的X射线方法不依赖于磁场，而是依赖于产生该磁场的各个罗盘针。“这些微小颗粒的磁化状态，其尺寸小于人类头发直径的十分之一，使用SLS的X射线几乎可以单独读出这些颗粒的磁化状态，并将其转换为高质量的音频信号，”他说。

最准确的副本

“数字化是一个持续的过程，”物理学家解释道。所谓采样率很重要。该术语指的是对模拟信号进行采样以转换为数字信号的频率。将连续的声波分成一定时间间隔的片段并以数字方式存储。更高的采样率意味着原始信号数字化的分辨率更高。

由于同步加速器光几乎可以测量磁带上的每一个磁罗盘针，因此可以实现前所未有的分辨率。“我们实现了最准确的副本，”格利加解释道。

怀旧遇上高科技

音频世界的大部分内容都是物理学，可以用公式和数字来表达。然而，当涉及到声音和产生的质量等概念时，主观听觉体验至关重要。这就是Gliga与巴塞尔音响工程师兼作曲家DanielDettwiler等专家合作的原因。Dettwiler以模拟音乐处理而闻名。他的工作室还拥有StuderA80，这是一种可以高精度录制和播放磁带的磁带机。

“我们用X射线重建的是存储在磁带上的原始音频信号，”Gliga解释道。然而，如果您在Studer上播放相同的磁带，您会得到略有不同的信号。“这是由于设备内部的电子设备额外处理和操纵声音。”因此，Gliga和他的团队使用这款20世纪70年代的模拟设备，将同步加速器提取的声音与传统数字化的声音进行比较。

然而，目前同步加速器灯仍然关闭——这是SLS的“黑暗时间”。从现在到2025年初，这个大型研究设施正在进行全面升级。目标是将同步加速器光束的亮度提高40倍。

“我们的方法将从升级中受益匪浅，并将实现更高效的测量，”物理学家解释道。