| Chilohertz (kHz) | Nanohertz (nHz) |
|---|---|
| 1 Chilohertz | 1000000000000 nHz |
| 2 Chilohertz | 2000000000000 nHz |
| 3 Chilohertz | 3000000000000 nHz |
| 4 Chilohertz | 4000000000000 nHz |
| 5 Chilohertz | 5000000000000 nHz |
| 10 Chilohertz | 10000000000000 nHz |
| 20 Chilohertz | 20000000000000 nHz |
| 25 Chilohertz | 25000000000000 nHz |
| 50 Chilohertz | 50000000000000 nHz |
| 100 Chilohertz | 100000000000000 nHz |
| Riferimento | Chilohertz (kHz) | Nanohertz (nHz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 0.05 kHz | 5 × 1010 nHz |
| Concert pitch A above middle C | 0.44 kHz | 4.4 × 1011 nHz |
| An FM radio station | 100000 kHz | 1 × 1017 nHz |
| A Wi-Fi band | 2400000 kHz | 2.4 × 1018 nHz |
| A desktop processor clock | 3000000 kHz | 3 × 1018 nHz |
Il chilohertz è un’unità di frequenza pari a 1000 hertz. Il suo simbolo è kHz. Copre la parte alta dell’udito umano e la parte più bassa dello spettro radio, il che ne fa il punto d’incontro di due tecniche molto diverse.
L’audio abita qui. Il limite superiore dell’udito umano si aggira sui 20 chilohertz in una persona giovane, e le frequenze che reggono l’intelligibilità del parlato si addensano fra 1 e 4 chilohertz. L’audio digitale si campiona a 44,1 chilohertz per il compact disc e a 48 per il lavoro video, valori scelti perché il teorema del campionamento richiede più del doppio della frequenza più alta da riprodurre, con un margine per il filtraggio.
La radiodiffusione cominciò in questo intervallo. Le onde lunghe vanno da 148 a 283 chilohertz e le onde medie, la banda AM, da 526 a 1606. Queste basse frequenze si propagano lungo il suolo e di notte si riflettono sulla ionosfera, il che dà loro portate di centinaia o migliaia di chilometri da un solo trasmettitore. Per questo hanno portato i primi servizi nazionali di radiodiffusione e servono tuttora i radiofari marittimi e aeronautici.
La comunicazione con i sottomarini usa frequenze ancora più basse perché l’acqua di mare assorbe l’energia radio, e solo i segnali dell’ordine di pochi chilohertz e al di sotto penetrano oltre qualche metro. Per questa ragione i trasmettitori navali a frequenza molto bassa occupano enormi schiere di antenne, e le loro velocità di trasmissione sono di conseguenza minuscole.
L’ecografia medica sta ben sopra la gamma udibile, nei megahertz, ma la pulizia a ultrasuoni industriale e i dissuasori per animali lavorano fra 20 e 80 chilohertz, appena sopra ciò che le persone odono. I pipistrelli si orientano per eco nello stesso territorio, da circa 20 a ben oltre 100 chilohertz.
I calcolatori più vecchi avevano frequenze di clock in chilohertz. Il processore dell’Apple II originale girava a poco più di un megahertz, ma i primissimi microprocessori e molti microcontrollori operano ancora a qualche centinaio di chilohertz dove il basso consumo conta più della velocità.
L’audio digitale ha portato una cifra precisa di questo intervallo nell’uso quotidiano. Il disco compatto campiona a 44,1 kilohertz, scelto perché il teorema del campionamento richiede più del doppio della frequenza più alta da riprodurre, e il doppio di 20 kilohertz lascia margine al filtro che rimuove tutto ciò che sta sopra. La registrazione professionale usa comunemente 48 kilohertz per accordarsi al video, e 96 o 192 per la masterizzazione. La telefonia sta assai più in basso, campionando a 8 kilohertz e tagliando dunque sopra i 3,4 circa, ragione per cui una voce su una linea comune perde la sibilanza che rende facili da distinguere le lettere esse ed effe.
Un chilohertz equivale a 1000 hertz, a 0,001 megahertz o a un milionesimo di gigahertz.
Il nanohertz è un’unità di frequenza pari a un miliardesimo di hertz. Il suo simbolo è nHz. Un nanohertz è un ciclo ogni miliardo di secondi, poco meno di trentadue anni, sicché una sola oscillazione a questa frequenza dura più della maggior parte delle carriere.
Quasi nulla la usa, e poi nel 2023 è divenuta una delle unità più discusse della fisica. Diverse collaborazioni di reti di cronometraggio di pulsar, al lavoro in modo indipendente su quattro continenti, hanno riferito indizi di un fondo di onde gravitazionali nella banda dei nanohertz. Il segnale sembra provenire da coppie di buchi neri supermassicci che si orbitano a vicenda nei centri di galassie fuse lungo l’intera storia dell’universo.
La tecnica di misura è notevole. Le pulsar al millisecondo sono stelle di neutroni che ruotano centinaia di volte al secondo ed emettono un fascio che spazza la Terra con regolarità straordinaria, rivaleggiando con gli orologi atomici. Un’onda gravitazionale che attraversa la galassia stira e comprime lo spazio fra la Terra e ciascuna pulsar, spostando i tempi di arrivo degli impulsi di qualche centinaio di nanosecondi. Osservando decine di pulsar per due decenni e cercando uno specifico schema di correlazione fra esse, gli astronomi rivelano onde le cui lunghezze si misurano in anni luce.
A queste frequenze nessuno strumento potrebbe funzionare altrimenti. Un rivelatore deve avere dimensioni paragonabili alla lunghezza d’onda cercata, e un’onda gravitazionale da un nanohertz ha una lunghezza di decine di anni luce. La galassia stessa è l’apparato, e le pulsar ne sono i riferimenti.
Altrove l’unità compare solo nei più lenti dei cicli naturali. La precessione dell’asse terrestre impiega circa 26 000 anni, all’incirca 1,2 nanohertz. Le variazioni orbitali di eccentricità, obliquità e precessione che scandiscono le glaciazioni, i cicli di Milankovitch, vanno da circa 0,5 nanohertz fino a un decimo di quel valore.
Sotto il nanohertz il concetto stesso di frequenza si fa angusto, perché nulla è stato osservato abbastanza a lungo da vedere un ciclo intero, e il valore si deduce dalla teoria anziché essere contato.
Un nanohertz equivale a 0,000000001 hertz, a un ciclo ogni miliardo di secondi o a 0,001 microhertz.