28. Mai 2018

Klangwunder aus dem Labor

Der Empa-Forscher Armin Zemp untersucht den Sound von Violinen aus Biotechholz. Die Instrumente sollen schwingen wie antike Meisterstücke, aber erschwinglich sein für jeden.

Armin Zemp von der Empa vermisst den Klang einer Geige
Im Akustiklabor der Empa in Dübendorf vermisst Armin Zemp den Klang einer Geige. Nur er weiss, ob es sich um ein unbezahlbares antikes Exemplar oder um eine exakte Kopie handelt.

Fast könnte einem die Geige leidtun: Anstatt ein Konzertpublikum mit ihrem Wohlklang zu erfreuen, hängt sie in einem engen Raum von der Decke. Und nicht der Bogen eines Violinisten bringt ihre Saiten zum Schwingen, sondern ein Elektromagnet. Das Holz des Musikinstruments ist mit kleinen Aufklebern übersät – ein klobiges Hightechgerät schiesst Laserstrahlen auf die markierten Punkte, um mit den Vibrationen genau zu registrieren, wie sich der Klang im Holz ausbreitet.

Der Wissenschaftler Armin Zemp und sein Team arbeiten im Akustiklabor der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Dübendorf an einem Projekt, das in die Geschichte der klassischen Musik eingehen könnte: Es geht um die Frage, ob Geigen aus biotechnisch verändertem Holz so warm und rund klingen können wie antike Meisterinstrumente.

Kostbarkeit auf dem Prüfstand

Dass Zemp an einem aufsehenerregenden Experiment mitwirkt, ist ihm nicht anzumerken. Ruhig und ohne jede Eitelkeit erzählt der 39-Jährige von den komplizierten Tests: der Vermessung des Sounds äusserlich identischer Violinen. Dazu zählt ein Meisterstück des legendären Geigenbauers Giuseppe Guarneri (1698–1744) aus Cremona in der Lombardei. Ausserdem sind vier exakte Kopien dieser Kostbarkeit auf dem Prüfstand – die Empa hat sie von Schweizer und französischen Geigenbauern anfertigen lassen.

Drei der Nachbildungen bestehen ganz oder teilweise aus Holz, das mit einem Pilz behandelt wurde: dem Erreger der Weissfäule, der normalerweise als übler Schädling gilt. In einem Empa-Labor in St. Gallen aber wurde er unter kontrollierten Bedingungen zum Nützling: Er frass Holzzellen, verminderte so die Dichte des Materials und verbesserte zugleich die Klangeigenschaften. Nachdem man den gewünschten Effekt erreicht hatte, wurde der Pilz mit einem keimtötenden Gas aus dem Holz entfernt.

«Die Originalgeige und ihre Kopien gleichen sich bis ins kleinste Detail, selbst die Schrammen und andere Gebrauchsspuren im Holz sind nicht unterscheidbar», sagt Zemp. Er allein weiss, welches Instrument eine antike Kostbarkeit ist und welches nur ein Replikat. Die Mitarbeiter sind indes nicht eingeweiht: Niemand soll später sagen können, die Forscher hätten sich vom Namen Guarneri blenden lassen und die Resultate seien deshalb verzerrt.

Ein volles Jahr nimmt die Klangvermessung in Anspruch. «Es dauert so lange, weil wir ein ganzes Gebirge aus Daten sammeln und es anschliessend analysieren», sagt Zemp. Ein weiteres Jahr lang werden Probanden in Hörversuchen den Klang der verschiedenen Geigen bewerten.

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Vergleiche den Klang von Original-Guarneri und Pilzgeige, die ein exakter Nachbau ist.

Geigenklang statt Umweltlärm

Privat liebt der im Entlebuch aufgewachsene Forscher Musik verschiedenster Stilrichtungen: Er spielt mit Leidenschaft B-Tuba in der Oberaargauer Brassband, begeistert sich aber auch für Chorwerke von Bach. Beruflich ist er normalerweise weit von Klassik entfernt: Er hat Maschinenbau studiert und über Flugzeugtriebwerke doktoriert.

Bei der Empa widmet er sich oft der Erforschung und Bekämpfung von Lärm. So untersucht er etwa, wie sich das ohrenbetäubende Rattern von Güterzügen vermindern lässt. Nun trägt er aber dazu bei, den Wohlklang von Geigen zu optimieren. Auch dabei ist seine Haltung strikt wissenschaftlich, distanziert und unbestechlich. «Den Messinstrumenten ist es egal, ob sie Geigenklänge oder das Dröhnen eines Staubsaugers registrieren», meint er und lächelt.

Letztlich geht es aber um ein idealistisches Ziel, das auch den stets vorsichtig abwägenden Wissenschaftler begeistert: Vielleicht werden später in Serie Pilzgeigen hergestellt, die ähnlich zauberhaft wie eine Guarneri klingen, aber viel erschwinglicher sind. Auf einer solchen Violine könnten dann nicht nur Starmusiker, sondern auch junge Talente spielen.

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