Nobelprijswinnaar onthult oorzaak metalige banjo-‘ploink’

Van alle getokkelde snaarinstrumenten – gitaar, luit, en de getokkelde viool – klinkt de banjo verreweg het metaligst. De precieze oorzaak achter de karakteristieke ‘ploink’ die zo bekend is uit folk, country en vooral bluegrass ligt in het trommelvel van de banjo. Dit onthult Nobelprijswinnaar en natuurkundige David Politzer van het California Institute of Technology in Pasadena, in een publicatie op de preprintserver Arxiv.org.

Vóór deze ontdekking was Politzer vooral bekend als de theoretisch natuurkundige die samen met Frank Wilczek en David Gross in 2004 de Nobelprijs kreeg voor de verklaring van asymptotische vrijheid van quarks, de onderliggende reden dat deze elementaire deeltjes nooit los worden aangetroffen. Maar Politzer is ook banjospeler en -liefhebber.

Volgens zijn analyse zit de banjo-ploink hem vooral in het trommelvel, het klankbord van de banjo. De snaren van een banjo lopen vanaf de hals met een knik over de kam, die op een gespannen trommelvel staat. Bij het tokkelen resoneert het trommelvel flink mee – anders dan bijvoorbeeld het relatief stijve klankbord van viool of gitaar – waardoor ook de kam flink op en neer beweegt.

Door die beweging worden alle snaren, met ieder hun eigen toonhoogte, ook nog eens samen opgerekt, waardoor de toonhoogtes variëren. Als dat langzaam gebeurt, heet het vibrato. Maar een vibrato met een snelheid boven de 20 hertz, de grens waarbij trillingen overgaan in hoorbaar geluid, levert een karakteristiek rijk metalig timbre op, had de geluidstechnicus J. Chowning al in 1973 beschreven.

Dat extreem snelle vibrato is dan ook precies wat er aan de hand is bij de metalige banjo-ploink, berekent Politzer. Hij laat zien dat het effect sterk afhankelijk is van de hoek waarmee de snaren over de kam knikken. En inderdaad – weet hij dan weer als banjospeler – is deze break angle essentieel voor het ware banjogeluid.