Conversione da 2 Megahertz a Terahertz

Informazioni sul Megahertz (MHz)

Il megahertz è un’unità di frequenza pari a un milione di hertz. Il suo simbolo è MHz. Copre la parte dello spettro radio che porta la maggior parte della radiodiffusione e delle comunicazioni a corto raggio, ed è stata per due decenni l’unità con cui si misurava la velocità dei calcolatori.

La radio FM occupa 87,5 a 108 megahertz quasi ovunque, banda scelta dopo la seconda guerra mondiale perché abbastanza alta da consentire i canali larghi che la modulazione di frequenza richiede e abbastanza bassa da permettere trasmettitori e ricevitori economici. La televisione terrestre prese le bande vicine, e il passaggio dalla trasmissione analogica a quella digitale ne liberò larghe parti per la telefonia mobile.

Le comunicazioni aeronautiche stanno appena sopra la radio FM, da 118 a 137 megahertz, e usano la modulazione di ampiezza anziché la più nitida modulazione di frequenza. La scelta è voluta: quando due aeromobili trasmettono insieme, la modulazione di ampiezza produce un fischio di battimento udibile che avverte tutti della sovrapposizione, mentre la modulazione di frequenza si limiterebbe a catturare il segnale più forte perdendo in silenzio quello più debole.

I processori dei calcolatori furono classificati in megahertz dalla fine degli anni settanta fino al 2000 circa. L’IBM PC originale girava a 4,77 megahertz, e la corsa ai megahertz che ne seguì finì quando le frequenze di clock si fermarono attorno ai quattro gigahertz per via del calore, dopo di che i costruttori si sfidarono sul numero di nuclei. Le velocità del bus di memoria e le temporizzazioni dei display si citano tuttora comunemente in megahertz.

L’ecografia medica lavora fra circa 2 e 18 megahertz. Le frequenze più alte danno risoluzione più fine ma penetrano meno, sicché un esame addominale usa una frequenza più bassa rispetto all’esame di una struttura superficiale, e l’operatore sceglie la sonda di conseguenza.

L’identificazione a radiofrequenza, i telecomandi dei cancelli, i microfoni senza filo, il VHF nautico e la radiantistica abitano tutti questo intervallo. Così pure le armoniche che fanno interferire fra loro apparecchi mal schermati, ed è per questo che le prove di legge si concentrano sulle emissioni nelle decine e centinaia di megahertz.

La telefonia mobile ha fatto dell’unità una questione di denaro. Lo spettro si mette all’asta in blocchi misurati in megahertz, e gli Stati hanno raccolto decine di miliardi dalle bande a 700, 800, 900, 1800 e 2600 megahertz. La fisica ne fissa il valore: le frequenze più basse arrivano più lontano e penetrano meglio negli edifici, sicché le bande 700 e 800 coprono a poco prezzo le zone rurali, mentre quelle più alte portano più dati su distanze minori e convengono alle città. La mappa di copertura di un operatore e le sue velocità di dati discendono dunque da quali megahertz sia riuscito a comprare, ed è per questo che le aste sono seguite da vicino come ogni altra vendita di beni pubblici.

Un megahertz equivale a un milione di hertz, a 1000 chilohertz o a 0,001 gigahertz.

Informazioni sul Terahertz (THz)

Il terahertz è un’unità di frequenza pari a mille miliardi di hertz. Il suo simbolo è THz. Occupa il varco fra le frequenze radio più alte e la luce infrarossa più bassa, una regione che per gran parte del Novecento fu tanto difficile da generare o rivelare da essere chiamata il divario dei terahertz.

La difficoltà era pratica e non teorica. Gli oscillatori elettronici perdono fiato oltre qualche centinaio di gigahertz perché i portatori di carica non rispondono abbastanza in fretta, mentre le sorgenti ottiche come i laser perdono rendimento al di sotto dell’infrarosso. La banda intermedia non aveva tecnologia comoda da nessuno dei due lati, e restò per decenni la porzione meno esplorata dello spettro elettromagnetico.

Ciò è cambiato con i laser ultrarapidi e le antenne fotoconduttive, che generano impulsi terahertz illuminando un semiconduttore con un impulso laser di pochi femtosecondi. La spettroscopia terahertz nel dominio del tempo misura oggi la risposta dei materiali su tutta la banda, e la tecnica è divenuta uno strumento corrente della scienza dei materiali.

Il controllo di sicurezza è l’applicazione più nota. La radiazione terahertz attraversa abiti, carta, plastica e ceramiche ma è fermata dal metallo e assorbita dall’acqua, e la sua energia per fotone è troppo bassa per ionizzare alcunché, sicché può formare immagini di oggetti nascosti senza i rischi dei raggi X. Gli scanner corporei degli aeroporti funzionano su questo principio.

La spettroscopia molecolare usa la banda perché molte molecole grandi vi possiedono modi di rotazione e vibrazione. Esplosivi e stupefacenti mostrano firme terahertz caratteristiche, e la tecnica serve al controllo di qualità farmaceutico per distinguere forme cristalline che altri metodi rendono identiche. Il restauro d’arte la applica per vedere sotto gli strati di colore senza toccare una tela.

L’astronomia osserva a queste frequenze da siti alti e secchi oppure dall’orbita, perché il vapore acqueo atmosferico assorbe fortemente la radiazione terahertz. La polvere fredda e il gas molecolare delle regioni di formazione stellare irradiano qui, ed è per questo che gli osservatori si costruiscono ad alta quota in Cile e al polo sud.

La ricerca nelle comunicazioni ha cominciato a entrare nella banda. Le velocità di trasmissione crescono con la larghezza di banda disponibile, e sopra i 100 gigahertz vi è assai più spazio che sotto, sicché i laboratori hanno dimostrato collegamenti senza fili capaci di centinaia di gigabit al secondo a frequenze prossime al terahertz. L’ostacolo è che il vapore acqueo assorbe fortemente queste onde, limitando un collegamento a poche centinaia di metri con aria limpida e a assai meno sotto la pioggia. Ciò confina la tecnica a salti brevi: collegamenti fra antenne sui tetti, tratte dentro un centro dati, o l’ultimo tratto fra un lampione e un edificio, e non qualcosa che somigli a una radiodiffusione.

Un terahertz equivale a mille miliardi di hertz, a 1000 gigahertz o a una lunghezza d’onda di circa 0,3 millimetri.