Omregning fra Gigahertz til Mikrohertz

Information om Gigahertz (GHz)

Gigahertzen er en frekvensenhed, der svarer til en milliard hertz. Symbolet er GHz. Det er den trådløse kommunikations område i vor tid og urets område i enhver nutidig computer, og næsten intet af det var i daglig brug før 1990'erne.

Wi-fi optager to hovedbånd ved 2,4 og 5 gigahertz samt et nyere nær 6. Båndet ved 2,4 gigahertz er trangt, fordi det er licensfrit næsten overalt og deles med Bluetooth, trådløse telefoner og mikrobølgeovne, der arbejder ved 2,45 gigahertz, fordi vandmolekyler dér optager energi effektivt. Båndet ved 5 gigahertz giver flere kanaler og højere hastigheder, men opsuges stærkere af vægge og dækker derfor et mindre område.

Mobiltelefonien spænder over hele området. Tidligere generationer brugte bånd under 1 gigahertz for deres lange rækkevidde ind i bygninger og ud over landet, mens nyere tildelinger ved 1,8, 2,6 og 3,5 gigahertz bærer flere data over kortere afstande. Jo højere frekvens, desto mere båndbredde er der til rådighed, og desto dårligere trænger den igennem, og hver netgeneration er en forhandling mellem disse to kendsgerninger.

Computernes klokfrekvenser gik ind i gigahertz omkring år 2000 og gik i stå nær fire få år senere. Grænsen er termisk: effekttabet stiger stejlt med frekvensen, og ud over cirka fire gigahertz kan en almindelig siliciumprocessor ikke komme af med varmen. Ydelsesgevinsterne siden da er kommet af flere kerner, bredere instruktionsudstedelse og bedre hukommelseshierarkier, ikke af højere klok.

Satellitforbindelser, radar og radioastronomi arbejder alle her. Vejrradar kører sædvanligvis mellem 2,7 og 5,6 gigahertz, flyvekontrollens radar i lignende bånd, og den mikrobølgebaggrund, der fylder universet, har sit maksimum nær 160 gigahertz, langt over området for kommunikation på Jorden.

Millimeterbølgesystemer ved 24 gigahertz og opefter bruges til bilernes kollisionsradar og til mobilnettenes bånd med størst kapacitet. Deres meget korte bølgelængder tillader små antenner og vældige datahastigheder, men standses af næsten hvad som helst, herunder regn og løv.

Én gigahertz svarer til en milliard hertz, 1000 megahertz eller 0,001 terahertz.

Information om Mikrohertz (µHz)

Mikrohertzen er en frekvensenhed, der svarer til en milliontedel hertz. Symbolet er µHz. Én mikrohertz er én cyklus pr. million sekunder, godt elleve og et halvt døgn, så enheden måler fænomener, der vender tilbage på uger, måneder eller år.

Asteroseismologien er der, hvor den bruges mest. Stjerner svinger, og frekvenserne af disse svingninger afhænger af deres indre opbygning på samme måde, som en klokkes tonehøjde afhænger af form og godstykkelse. Sollignende stjerner klinger ved nogle tusinde mikrohertz, røde kæmper ved nogle titaller og de største udviklede stjerner under et. Rumteleskoper som Kepler og TESS målte disse frekvenser for hundredtusinder af stjerner ved at se deres lysstyrke variere med få milliontedele.

Teknikken giver størrelser, som ingen anden metode kan levere. Ud fra svingningsspektret udleder en astronom en stjernes masse, radius og alder, og en stjernes alder er ellers næsten umulig at bestemme. Sådan fastlægges i dag aldrene på stjerner med planeter og dermed på deres planetsystemer.

Også gravitationsbølgeastronomien har gjort krav på båndet. Det planlagte rumobservatorium LISA skal være følsomt mellem omkring 100 mikrohertz og én hertz, et område, der rummer sammensmeltende supermassive sorte huller og de mange tusinde tætliggende dobbelthvide dværge i vores egen galakse. Jordbaserede detektorer når ikke disse frekvenser, fordi seismisk støj drukner dem.

Geofysikken bruger enheden til de langsomste tidevandskomponenter, herunder de fjortendages og månedlige månetidevand og de halvårlige og årlige soltidevand, som tilsammen giver de langperiodiske variationer, tidevandsvarsler må regne med. Polbevægelsen, vaklen i Jordens rotationsakse, har en periode på fjorten måneder svarende til omkring 0,8 mikrohertz.

Klima- og havforskningen når endnu længere ned. El Niño-sydlige oscillation vender uregelmæssigt tilbage hvert andet til hvert syvende år, langt under en hundrededel mikrohertz, og lange iskerner opløser endnu langsommere cyklusser.

Jorden selv giver et lærebogseksempel. Dens rotationsakse vandrer i en lille cirkel med en periode på omkring 433 døgn, den Chandlerske vaklen der blev opdaget i 1891, hvilket er en frekvens på omkring 0,027 mikrohertz. At påvise den krævede årtiers positionsastronomi, for et så langsomt signal kan kun skilles fra driften ved at iagttage mange cyklusser. Det er båndets almindelige vilkår: en måling ved en mikrohertz kræver en optegnelse på mindst nogle millioner sekunder, helst nogle titals millioner, så instrumenter må være stabile i årevis, før deres data kan læses. Enheden hører derfor til de tålmodige videnskaber og ikke til de hurtige.

Én mikrohertz svarer til 0,000001 hertz, én cyklus pr. million sekunder eller 1000 nanohertz.