Even een Stradivarius scannen

Radioloog zoekt naar het geheim van ’s werelds voornaamste viool

Berend Stoel

Door Bart Braun

De violen van Stradivarius gelden als de beste ooit. Kwam dat doordat hij toegang had tot uniek hout? Om die vraag te beantwoorden legde een Leidse radioloog zeventien violen in een CT-scanner.

De eerste keer dat Berend Stoel violen ging scannen, was verrekte spannend. Niet omdat een CT-scan nou zo slecht is voor een viool – daarover later meer. Maar omdat er dertien muziekinstrumenten door dwars door New York moesten worden vervoerd. Er zaten vijf klassieke exemplaren bij, twee van de legendarische Cremonese vioolbouwer Stradivarius en drie van zijn plaats- en tijdgenoot Guarneri del Gesu.

Stoel: 'We hebben besloten het low profile te houden, en namen gewoon een taxi.' Eén ongelukkige botsing, en de wereld was in één klap vijf onvervangbare instrumenten armer; de duurste was tien miljoen dollar waard.
Waarom eigenlijk zo veel? Zelfs de grootste muziekleek weet dat Stradivarius-violen gelden als de beste aller tijden, maar wat maakt ze zo speciaal? Dat was nou net wat Stoel hoopte te ontdekken.
In het dagelijks leven werkt hij ook met CT-scanners, op de afdeling radiologie van het Leids Universitair Medisch Centrum. Zijn specialiteit is het meten van dichtheden van organen. De longen van iemand met longemfyseem hebben bijvoorbeeld een lagere dichtheid dan gezonde longen. De kennis en ervaring die hij daarbij opdeed, zorgden ervoor dat de Amerikaanse vioolbouwer Terry Borman contact met hem zocht.
Borman wilde graag violen scannen, maar ontdekte dat dat zo makkelijk nog niet is. Je moet zo'n scanner weten te bedienen, en vervolgens moet je kaas zien te maken van de gegevens die eruit komen. Als Stoel hem daarbij kon helpen, konden ze samen achter het antwoord komen op een vraag die vioolbouwers al eeuwen bezighoudt: is er iets speciaals met het hout waarvan de legendarische violen zijn gemaakt?
Borman en Stoel publiceerden erover in 2008, in het wetenschapstijdschrift PLOS One. De internationale media vonden het geweldig: Stoel haalde de BBC, Scientific American, alle Nederlandse kranten en nog duizenden andere nieuwsbronnen. Hij kijkt er wat ongemakkelijk op terug. 'Het was een gekkenhuis. Je doet zo je best om iets voorzichtig op te schrijven, maar het wordt toch opgeblazen.'
Hoe zat het nou? Als je de lak van een viool af zou krabben – bij een scan hoeft dat niet, die kijkt dwars door het vernis heen – zie je allemaal verticale lijnen. Dat zijn de jaarringen, uit de tijd dat de viool nog een boom was. Het ene jaar is wat warmer, het andere wat vochtiger, en daardoor zijn jaarringen niet altijd even dik. Dat zie je weer terug in de dichtheid van het hout: als de boom dat jaar wat sneller groeide, is de dichtheid lager. Een plank, in dit geval een stuk viool, heeft dus een klein beetje variatie in de dichtheid. En die variatie was een stuk kleiner bij de vijf klassieke violen uit Cremona.
Zo'n uitkomst maakt het verleidelijk om te denken dat de Stradivariussen en de Guarneri's beter klinken omdat die variatie kleiner is, en dat was dus precies wat vrijwel alle media ook deden. Er is alleen een probleem: voor zover bekend zou die variatie niet van invloed moeten zijn op de akoestiek van de instrumenten. Wat wel van invloed zou moeten zijn is de gemiddelde dichtheid van het hout, maar daarin weken de miljoenenviolen nou net niet af van de moderne exemplaren.
Deze maand publiceerden Stoel en Borman andermaal in PLOS One over violen, dit keer samen met de Nederlandse vioolbouwer Ronald de Jongh. Er gingen nog eens 17 violen de scanner in, dit keer in Leiden. Stoel: 'Omdat de Leidse scanner van een ander merk is dan die in New York, kwam de data er ook iets anders uit. Gelukkig hadden we de vorige keer wat stukken hout gescand als calibratiemateriaal.' Stoel schreef software om de verschillen tussen de scanners recht te trekken. 'Dat is kennis die nu weer terugvloeit naar de geneeskunde.' Zo werd het mogelijk om de zeventien nieuwe scans te vergelijken met de dertien scans uit 2008.
Het zou natuurlijk kunnen dat de Cremonese violen andere uitslagen hebben, niet omdat de zangsparren waar Stradivarius en Guarneri mee werkten zo bijzonder waren, maar omdat ze zo oud waren, of omdat de vioolbouwers ze op een bepaalde manier bewerkten. Vandaar dat er nu ook oude violen uit andere delen van Europa meededen; een Klotz uit Zuid-Duitsland, zes Amsterdamse violen uit de zeventiende en achttiende eeuw, een exemplaar dat in 1719 door Parijzenaar Jacques Boquay werd gemaakt, enzovoort.
De gemiddelde dichtheid van het hout bleek niet te verschillen, niet tussen de oude violen onderling, en al evenmin tussen de oude en moderne instrumenten. 'Er is geen reden om aan te nemen dat Stradivarius en Guarneri toegang hadden tot uniek hout dat voor hun tijdgenoten of moderne collega's niet beschikbaar is', stellen Stoel en de vioolbouwers dan ook in Plos.
Maar ergens blijft het kriebelen: de Cremonese violen clusteren ook in de nieuwe publicatie keurig bij elkaar als het gaat om de variatie in de dichtheid. 'Dat blijft boeien', aldus Stoel. 'Maar voor ik erin ga geloven dat het een rol speelt, moeten er meer data komen en een studie die verklaart wat dan de relatie is tussen de variabiliteit in de jaarringen en het geluid. Stradivarius zal wellicht ook een andere penseel voor de lak gebruikt hebben dan zijn concurrenten, maar daarvan neem je ook niet aan dat het invloed heeft op de geluidskwaliteit. Het bewijs is pas waterdicht als je de link met de akoestiek goed hebt beschreven.'

Donkere plekken door houtworm

Een CT-scan is in principe een serie röntgenfoto's die met de computer aan elkaar gerekend worden tot een 3D-beeld. Hier geldt dat hoe dichter het materiaal is, hoe helderder het eruit ziet op de scan.
Bij radiologie-afdelingen hangen bordjes die vrouwen waarschuwen dat ze niet de scanner in mogen als er ook maar een mogelijkheid bestaat dat ze zwanger zijn. De straling kan blijkbaar kwaad. Wordt de eigenaar van een viool van tien miljoen niet nerveus van zo'n stralingsbombardement? Stoel: 'Dan zouden ze ook nerveus moeten worden van de lange vliegreizen die professionele violisten nog wel eens maken. Daarbij loop je ook straling op. Straling is schadelijk voor levend materiaal, omdat de cellen kunnen ontsporen (dood gaan of kankercel worden, red.), maar een viool is van dood hout. De grootste zorgen voor het onderhoud van een viool liggen ergens anders.'
Ook over die zorgen kunnen CT-scanners wat zeggen. De witte vlekken die veel violen op de foto hebben, duiden op reparaties. Die helderwitte in het midden is gemaakt van hout van een zieke of beschadigde boom, dat ervarener vioolbouwers niet zouden gebruiken. Donkere stukken zijn juist het gevolg van houtwormen. Dat wil je weten als je miljoenen gaat investeren in een antieke viool. Zowel Stoel als vioolbouwer Borman hebben daarom sinds kort bedrijfjes opgestart die geïnteresseerde kopers adviseren. De vierde viool op de bovenste rij is opmerkelijk gestreept. Daar zitten hele grote verschillen tussen de jaarringen. Dat zou niet uit moeten maken, maar desalniettemin is dit de goedkoopste en slechtst klinkende viool uit het onderzoek. Stoel: 'Die is namelijk van mij.'

Deel dit bericht: