Conversione da 100 Microhertz a Gigahertz

Informazioni sul Microhertz (µHz)

Il microhertz è un’unità di frequenza pari a un milionesimo di hertz. Il suo simbolo è µHz. Un microhertz è un ciclo per milione di secondi, poco più di undici giorni e mezzo, sicché l’unità misura cose che si ripetono su scale di settimane, mesi o anni.

L’asterosismologia è l’ambito in cui è più usata. Le stelle oscillano, e le frequenze di quelle oscillazioni dipendono dalla loro struttura interna come l’altezza di una campana dipende dalla forma e dallo spessore. Le stelle simili al Sole risuonano a qualche migliaio di microhertz, le giganti rosse a qualche decina, e le più grandi stelle evolute sotto l’unità. Telescopi spaziali come Kepler e TESS hanno misurato queste frequenze per centinaia di migliaia di stelle osservandone la luminosità variare di poche parti per milione.

La tecnica fornisce grandezze che nessun altro metodo può dare. Dallo spettro di oscillazione un astronomo ricava massa, raggio ed età di una stella, e l’età di una stella è altrimenti quasi impossibile da determinare. È così che oggi si stabiliscono le età delle stelle con pianeti e quindi dei loro sistemi planetari.

Anche l’astronomia delle onde gravitazionali ha rivendicato la banda. L’osservatorio spaziale previsto LISA sarà sensibile fra circa 100 microhertz e un hertz, intervallo che contiene buchi neri supermassicci in fusione e le molte migliaia di nane bianche binarie strette della nostra galassia. I rivelatori a terra non raggiungono queste frequenze perché il rumore sismico li sommerge.

La geofisica usa l’unità per le componenti di marea più lente, comprese le maree lunari quindicinale e mensile e quelle solari semestrale e annuale, che insieme producono le variazioni di lungo periodo che le previsioni di marea devono includere. Il moto polare, l’oscillazione dell’asse di rotazione terrestre, ha un periodo di quattordici mesi corrispondente a circa 0,8 microhertz.

Le scienze del clima e dell’oceano scendono ancora più giù. L’Oscillazione Australe di El Niño torna irregolarmente ogni due-sette anni, ben sotto il centesimo di microhertz, e le lunghe carote di ghiaccio risolvono cicli ancora più lenti.

La Terra stessa offre un esempio da manuale. Il suo asse di rotazione vaga in un piccolo cerchio con un periodo di circa 433 giorni, l’oscillazione di Chandler scoperta nel 1891, ossia una frequenza di circa 0,027 microhertz. Rilevarla richiese decenni di astronomia di posizione, perché un segnale così lento si separa dalla deriva solo osservando molti cicli. È il vincolo generale della banda: una misura a un microhertz richiede una registrazione di almeno qualche milione di secondi, e preferibilmente qualche decina di milioni, sicché gli strumenti devono restare stabili per anni prima che i loro dati siano leggibili. L’unità appartiene dunque alle scienze pazienti e non a quelle veloci.

Un microhertz equivale a 0,000001 hertz, a un ciclo per milione di secondi o a 1000 nanohertz.

Informazioni sul Gigahertz (GHz)

Il gigahertz è un’unità di frequenza pari a un miliardo di hertz. Il suo simbolo è GHz. È l’intervallo delle comunicazioni senza filo moderne e del clock interno di ogni calcolatore attuale, e quasi nulla di ciò che vi si trova era di uso quotidiano prima degli anni novanta.

Il wi-fi occupa due bande principali, a 2,4 e 5 gigahertz, con una banda più recente vicino a 6. La banda dei 2,4 è affollata perché è libera da licenza quasi ovunque e condivisa con il Bluetooth, i telefoni cordless e i forni a microonde, che lavorano a 2,45 gigahertz perché lì le molecole d’acqua assorbono efficacemente energia. La banda dei 5 offre più canali e velocità maggiori, ma è assorbita più fortemente dalle pareti e copre quindi un’area minore.

La telefonia mobile attraversa tutto l’intervallo. Le generazioni precedenti usarono bande sotto 1 gigahertz per la loro lunga portata dentro gli edifici e attraverso le campagne, mentre le assegnazioni più recenti a 1,8, 2,6 e 3,5 gigahertz portano più dati su distanze più brevi. Più alta è una frequenza, più larghezza di banda è disponibile e meno essa penetra, e ogni generazione di rete è una trattativa fra questi due fatti.

Le frequenze di clock dei calcolatori entrarono nei gigahertz attorno al 2000 e si fermarono vicino a quattro pochi anni dopo. Il limite è termico: la dissipazione di potenza cresce ripidamente con la frequenza, e oltre i quattro gigahertz circa un processore al silicio convenzionale non riesce a smaltire il calore. I guadagni di prestazione da allora sono venuti dall’aggiungere nuclei, dall’allargare l’emissione di istruzioni e dal migliorare le gerarchie di memoria, non dall’alzare il clock.

I collegamenti via satellite, il radar e la radioastronomia lavorano tutti qui. Il radar meteorologico opera di norma fra 2,7 e 5,6 gigahertz, quello del controllo del traffico aereo in bande simili, e la radiazione di fondo a microonde che riempie l’universo ha il massimo vicino a 160 gigahertz, ben sopra l’intervallo delle comunicazioni terrestri.

I sistemi a onde millimetriche a 24 gigahertz e oltre servono al radar anticollisione delle automobili e alle bande di maggiore capacità delle reti mobili. Le loro lunghezze d’onda molto corte permettono antenne piccole e velocità di trasmissione enormi, ma quasi tutto le blocca, compresi la pioggia e il fogliame.

Un gigahertz equivale a un miliardo di hertz, a 1000 megahertz o a 0,001 terahertz.