Conversione da 4 Megahertz a Nanohertz

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 Nanohertz (nHz)

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.