Conversion de Millihertz en Térahertz

Informations sur le Millihertz (mHz)

Le millihertz est une unité de fréquence valant un millième de hertz. Son symbole est mHz. Un millihertz vaut un cycle toutes les mille secondes, un peu moins de dix-sept minutes : l’unité décrit donc des phénomènes assez lents pour qu’on les regarde se répéter.

Le m minuscule compte. Un millihertz est un million de fois plus petit qu’un mégahertz, et les deux ne se distinguent que par la casse de la première lettre. C’est l’un des rares endroits du SI où une faute de frappe modifie une grandeur de six ordres de grandeur, et c’est une source récurrente de confusion dans les documents qui perdent leurs majuscules.

La sismologie est le domaine naturel de l’unité. Un grand séisme fait sonner la Terre entière comme une cloche, et ces oscillations libres ont des périodes de quelques minutes à une heure environ, ce qui les place entre à peu près 0,3 et 5 millihertz. Le mode le plus grave, où la planète se dilate et se contracte tour à tour comme une sphère, a une période voisine de vingt minutes. Mesurer ces fréquences fut la façon de cartographier la structure profonde de la Terre avant la tomographie sismique.

Le Soleil oscille dans la même plage. L’héliosismologie étudie les ondes de pression piégées dans l’intérieur solaire, dont le signal le plus fort est une oscillation de cinq minutes vers 3,3 millihertz. Le suivi de millions de ces modes révèle la rotation interne du Soleil et la profondeur de sa zone de convection, informations qu’aucun télescope n’obtient en regardant la surface.

Les marées océaniques se situent bien en dessous encore. La principale marée lunaire semi-diurne se répète toutes les douze heures et vingt-cinq minutes, soit environ 0,022 millihertz, et toute la famille des composantes de marée dont sont bâtis les annuaires occupe la plage sous le dixième de millihertz.

L’ingénierie rencontre l’unité dans le balancement des tours et des ponts longs, dont les modes fondamentaux tombent entre environ 100 et 500 millihertz, et dans les boucles lentes de régulation du chauffage et des installations chimiques, où un procédé peut mettre de longues minutes à répondre à une modification.

Un millihertz équivaut à 0,001 hertz, à un cycle toutes les 1000 secondes ou à 1000 microhertz.

Informations sur le Térahertz (THz)

Le térahertz est une unité de fréquence valant mille milliards de hertz. Son symbole est THz. Il occupe l’intervalle entre les fréquences radio les plus hautes et la lumière infrarouge la plus basse, région qui, pendant l’essentiel du XXe siècle, fut si difficile à produire ou à détecter qu’on l’appela le fossé térahertz.

La difficulté était pratique et non théorique. Les oscillateurs électroniques s’essoufflent au-delà de quelques centaines de gigahertz parce que les porteurs de charge ne répondent pas assez vite, tandis que les sources optiques telles que les lasers perdent leur rendement en dessous de l’infrarouge. La bande intermédiaire ne disposait d’aucune technique commode de part ni d’autre, et elle fut pendant des décennies la portion la moins explorée du spectre électromagnétique.

Cela a changé avec les lasers ultrarapides et les antennes photoconductrices, qui produisent des impulsions térahertz en éclairant un semi-conducteur avec une impulsion laser de quelques femtosecondes. La spectroscopie térahertz dans le domaine temporel mesure aujourd’hui la réponse des matériaux sur toute la bande, et la technique est devenue un outil courant en science des matériaux.

Le contrôle de sûreté est l’application la plus connue. Le rayonnement térahertz traverse les vêtements, le papier, le plastique et les céramiques mais est arrêté par le métal et absorbé par l’eau, et son énergie par photon est bien trop faible pour ioniser quoi que ce soit : il peut donc imager des objets dissimulés sans les risques des rayons X. Les scanners corporels des aéroports fonctionnent sur ce principe.

La spectroscopie moléculaire emploie la bande parce que bien des grosses molécules y possèdent des modes de rotation et de vibration. Les explosifs et les stupéfiants présentent des signatures térahertz caractéristiques, et la technique sert au contrôle qualité pharmaceutique pour distinguer des formes cristallines que d’autres méthodes rendent identiques. La conservation des œuvres d’art l’applique pour voir sous les couches de peinture sans toucher une toile.

L’astronomie observe à ces fréquences depuis des sites élevés et secs ou depuis l’orbite, car la vapeur d’eau atmosphérique absorbe fortement le rayonnement térahertz. La poussière froide et le gaz moléculaire des régions de formation stellaire rayonnent ici, d’où la construction d’observatoires en altitude au Chili et au pôle Sud.

La recherche en télécommunications a commencé à entrer dans la bande. Les débits croissent avec la largeur de bande disponible, et il y a bien plus de place au-dessus de 100 gigahertz qu’au-dessous : des laboratoires ont donc démontré des liaisons sans fil portant des centaines de gigabits par seconde à des fréquences approchant le térahertz. L’obstacle est que la vapeur d’eau absorbe fortement ces ondes, bornant une liaison à quelques centaines de mètres par air clair et à bien moins sous la pluie. Cela confine la technique à de courts sauts : liaisons entre antennes de toiture, liens à l’intérieur d’un centre de données, ou le dernier tronçon entre un candélabre et un immeuble, plutôt que quoi que ce soit ressemblant à une diffusion.

Un térahertz équivaut à mille milliards de hertz, à 1000 gigahertz ou à une longueur d’onde d’environ 0,3 millimètre.