| Hercios (Hz) | Terahercios (THz) |
|---|---|
| 1 Hercio | 1 × 10-12 THz |
| 2 Hercios | 2 × 10-12 THz |
| 3 Hercios | 3 × 10-12 THz |
| 4 Hercios | 4 × 10-12 THz |
| 5 Hercios | 5 × 10-12 THz |
| 10 Hercios | 1 × 10-11 THz |
| 20 Hercios | 2 × 10-11 THz |
| 25 Hercios | 2.5 × 10-11 THz |
| 50 Hercios | 5 × 10-11 THz |
| 100 Hercios | 1 × 10-10 THz |
| Referencia | Hercios (Hz) | Terahercios (THz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 50 Hz | 5 × 10-11 THz |
| Concert pitch A above middle C | 440 Hz | 4.4 × 10-10 THz |
| An FM radio station | 100000000 Hz | 0.0001 THz |
| A Wi-Fi band | 2.4 × 109 Hz | 0.0024 THz |
| A desktop processor clock | 3 × 109 Hz | 0.003 THz |
El hercio es la unidad de frecuencia del SI, igual a un ciclo por segundo. Su símbolo es Hz. Es una unidad derivada cuya dimensión es sencillamente uno partido por tiempo, de modo que una cantidad en hercios cuenta cuántas veces se repite algo en un segundo.
Lleva el nombre de Heinrich Hertz, quien entre 1886 y 1889 produjo y detectó ondas de radio en el laboratorio y confirmó así la predicción de Maxwell de que la luz y las ondas electromagnéticas son el mismo fenómeno. La unidad se adoptó internacionalmente en 1960 y sustituyó a los ciclos por segundo, más antiguos y más literales, que aún se ven de vez en cuando en equipos antiguos.
El sonido ocupa el extremo bajo de la escala. La audición humana va de unos 20 hercios a unos 20 000, aunque el límite superior baja con la edad y suele quedar bastante por debajo de 16 000 hercios en la madurez. La altura musical es frecuencia: el la por encima del do central se fija por convenio en 440 hercios, y cada octava es una duplicación, de modo que la misma nota una octava más arriba son 880 hercios.
La corriente eléctrica de red alterna a 50 hercios en la mayor parte del mundo y a 60 en América del Norte y partes de Japón y Sudamérica. La división es histórica más que técnica, procede de normas de equipo rivales de finales del siglo XIX, y explica por qué los aparatos y relojes que dependen de la frecuencia de red no pueden trasladarse sin más entre regiones.
Las pantallas y la informática la usan sin cesar. Un monitor que refresca a 60 hercios se redibuja sesenta veces por segundo, y las frecuencias más altas reducen el desenfoque de movimiento visible. Las velocidades de reloj de los procesadores, antes en megahercios y hoy en gigahercios, cuentan lo mismo: cuántas veces por segundo late el reloj interno.
La unidad se aplica además a todo lo periódico que no es una onda. Una frecuencia cardíaca de 60 latidos por minuto es un hercio, un péndulo de un segundo de periodo oscila a un hercio, y la frecuencia de un eje que gira en revoluciones por segundo se expresa igual.
Un hercio equivale a un ciclo por segundo, a 1000 milihercios o a una milésima de kilohercio.
El terahercio es una unidad de frecuencia igual a un billón de hercios. Su símbolo es THz. Ocupa el hueco entre las frecuencias de radio más altas y la luz infrarroja más baja, una región que durante casi todo el siglo XX fue tan difícil de generar o detectar que se la conoció como la brecha de los terahercios.
La dificultad era práctica y no teórica. Los osciladores electrónicos se quedan sin velocidad por encima de unos pocos cientos de gigahercios porque los portadores de carga no responden con la rapidez necesaria, mientras que las fuentes ópticas como el láser pierden eficiencia por debajo del infrarrojo. La banda intermedia no contaba con tecnología cómoda por ninguno de los dos lados, y durante décadas fue la parte menos explorada del espectro electromagnético.
Eso cambió con los láseres ultrarrápidos y las antenas fotoconductoras, que generan pulsos de terahercios iluminando un semiconductor con un pulso láser de unos pocos femtosegundos. La espectroscopia de terahercios en el dominio del tiempo mide hoy la respuesta de los materiales a lo largo de la banda, y la técnica se ha vuelto una herramienta habitual en ciencia de materiales.
El control de seguridad es la aplicación más conocida. La radiación de terahercios atraviesa la ropa, el papel, el plástico y las cerámicas, pero la detiene el metal y la absorbe el agua, y su energía por fotón es demasiado baja para ionizar nada, de modo que puede formar imágenes de objetos ocultos sin los riesgos de los rayos X. Los escáneres corporales de los aeropuertos funcionan con este principio.
La espectroscopia molecular usa la banda porque muchas moléculas grandes tienen aquí modos de rotación y vibración. Los explosivos y las drogas presentan firmas características en terahercios, y la técnica se emplea en el control de calidad farmacéutico para identificar formas cristalinas que parecen idénticas con otros métodos. La conservación del arte la aplica para ver bajo las capas de pintura sin tocar el lienzo.
La astronomía observa a estas frecuencias desde emplazamientos altos y secos o desde la órbita, porque el vapor de agua atmosférico absorbe con fuerza la radiación de terahercios. El polvo frío y el gas molecular de las regiones de formación estelar radian aquí, y por eso se construyen observatorios a gran altitud en Chile y en el polo sur.
La investigación en comunicaciones ha empezado a entrar en la banda. Las tasas de datos crecen con el ancho de banda disponible, y hay mucho más sitio por encima de 100 gigahercios que por debajo, de modo que en el laboratorio se han demostrado enlaces inalámbricos que transportan centenares de gigabits por segundo a frecuencias que se acercan al terahercio. El obstáculo es que el vapor de agua absorbe con fuerza estas ondas, limitando un enlace a unos pocos centenares de metros con aire despejado y a mucho menos bajo lluvia. Eso confina la técnica a saltos cortos: conexiones entre antenas de azotea, enlaces dentro de un centro de datos, o el último tramo entre una farola y un edificio, y no algo parecido a una radiodifusión.
Un terahercio equivale a un billón de hercios, a 1000 gigahercios o a una longitud de onda de unos 0,3 milímetros.