Conversion de 10 Mégahertz en Nanohertz

Informations sur le Mégahertz (MHz)

Le mégahertz est une unité de fréquence valant un million de hertz. Son symbole est MHz. Il couvre la partie du spectre radioélectrique qui porte l’essentiel de la radiodiffusion et des communications de courte portée, et ce fut l’unité dans laquelle on mesura la vitesse des ordinateurs pendant deux décennies.

La radio FM occupe 87,5 à 108 mégahertz presque partout, bande retenue après la Seconde Guerre mondiale parce qu’elle était assez haute pour permettre les canaux larges qu’exige la modulation de fréquence et assez basse pour que les émetteurs et les récepteurs restent bon marché. La télévision terrestre a pris les bandes voisines, et le passage de l’analogique au numérique en a libéré de grandes parts pour la téléphonie mobile.

La communication aéronautique se tient juste au-dessus de la radio FM, de 118 à 137 mégahertz, et emploie la modulation d’amplitude plutôt que la modulation de fréquence, pourtant plus nette. Le choix est délibéré : quand deux aéronefs émettent en même temps, la modulation d’amplitude produit un sifflement d’hétérodyne audible qui avertit tout le monde du télescopage, alors que la modulation de fréquence retiendrait simplement le signal le plus fort et perdrait le plus faible en silence.

Les processeurs d’ordinateur furent cotés en mégahertz de la fin des années 1970 jusque vers 2000. L’IBM PC d’origine tournait à 4,77 mégahertz, et la course aux mégahertz qui suivit s’acheva quand les fréquences d’horloge butèrent vers quatre gigahertz à cause de la chaleur, après quoi les fabricants se disputèrent le nombre de cœurs. Les vitesses de bus mémoire et les cadences d’affichage se citent encore couramment en mégahertz.

L’échographie médicale travaille entre environ 2 et 18 mégahertz. Les fréquences plus élevées donnent une résolution plus fine mais pénètrent moins, si bien qu’un examen abdominal emploie une fréquence plus basse que l’examen d’une structure superficielle, et l’opérateur choisit la sonde en conséquence.

L’identification par radiofréquence, les télécommandes de portail, les microphones sans fil, la VHF marine et le radioamateurisme habitent tous cette plage. Les harmoniques qui font interférer entre eux des appareils mal blindés aussi, et c’est pourquoi les essais réglementaires se concentrent sur les émissions dans les dizaines et centaines de mégahertz.

La téléphonie mobile a fait de l’unité une affaire d’argent. Le spectre s’adjuge par blocs mesurés en mégahertz, et les États ont levé des dizaines de milliards sur les bandes de 700, 800, 900, 1800 et 2600 mégahertz. La physique en fixe la valeur : les fréquences basses portent plus loin et pénètrent mieux les bâtiments, si bien que les bandes 700 et 800 couvrent à peu de frais les zones rurales, tandis que les plus hautes transportent plus de données sur de plus courtes distances et conviennent aux villes. La carte de couverture d’un opérateur et ses débits découlent donc des mégahertz qu’il a pu acheter, et c’est pourquoi ces enchères sont suivies d’aussi près que toute autre vente d’actifs publics.

Un mégahertz équivaut à un million de hertz, à 1000 kilohertz ou à 0,001 gigahertz.

Informations sur le Nanohertz (nHz)

Le nanohertz est une unité de fréquence valant un milliardième de hertz. Son symbole est nHz. Un nanohertz vaut un cycle par milliard de secondes, un peu moins de trente-deux ans : une seule oscillation à cette fréquence dure donc plus longtemps que la plupart des carrières.

Presque rien ne l’emploie, puis en 2023 elle est devenue l’une des unités les plus commentées de la physique. Plusieurs collaborations de réseaux de chronométrage de pulsars, travaillant indépendamment sur quatre continents, ont rapporté des indices d’un fond d’ondes gravitationnelles dans la bande du nanohertz. Le signal semble provenir de couples de trous noirs supermassifs en orbite l’un autour de l’autre au centre de galaxies fusionnées, tout au long de l’histoire de l’univers.

La technique de mesure est remarquable. Les pulsars milliseconde sont des étoiles à neutrons qui tournent des centaines de fois par seconde et émettent un faisceau balayant la Terre avec une régularité extraordinaire, rivalisant avec les horloges atomiques. Une onde gravitationnelle traversant la galaxie étire et comprime l’espace entre la Terre et chaque pulsar, modifiant les temps d’arrivée des impulsions de quelques centaines de nanosecondes. En surveillant des dizaines de pulsars pendant vingt ans et en cherchant un motif précis de corrélation entre eux, les astronomes détectent des ondes dont la longueur se mesure en années-lumière.

Aucun instrument ne pourrait fonctionner autrement à ces fréquences. Un détecteur doit avoir une taille comparable à la longueur d’onde recherchée, et une onde gravitationnelle d’un nanohertz a une longueur de plusieurs dizaines d’années-lumière. La galaxie elle-même est l’appareil, et les pulsars en sont les repères.

L’unité n’apparaît ailleurs que dans les plus lents des cycles naturels. La précession de l’axe terrestre prend environ 26 000 ans, soit à peu près 1,2 nanohertz. Les variations orbitales d’excentricité, d’obliquité et de précession qui rythment les glaciations, les cycles de Milankovitch, s’étendent d’environ 0,5 nanohertz jusqu’au dixième de cette valeur.

En dessous du nanohertz, la notion de fréquence devient contrainte, car rien n’a été observé assez longtemps pour voir un cycle entier, et la valeur se déduit de la théorie au lieu d’être comptée.

Un nanohertz équivaut à 0,000000001 hertz, à un cycle par milliard de secondes ou à 0,001 microhertz.