| Millihertz (mHz) | Terahertz (THz) |
|---|---|
| 1 Millihertz | 1 × 10-15 THz |
| 2 Millihertz | 2 × 10-15 THz |
| 3 Millihertz | 3 × 10-15 THz |
| 4 Millihertz | 4 × 10-15 THz |
| 5 Millihertz | 5 × 10-15 THz |
| 10 Millihertz | 1 × 10-14 THz |
| 20 Millihertz | 2 × 10-14 THz |
| 25 Millihertz | 2.5 × 10-14 THz |
| 50 Millihertz | 5 × 10-14 THz |
| 100 Millihertz | 1 × 10-13 THz |
| Riferimento | Millihertz (mHz) | Terahertz (THz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 50000 mHz | 5 × 10-11 THz |
| Concert pitch A above middle C | 440000 mHz | 4.4 × 10-10 THz |
| An FM radio station | 1 × 1011 mHz | 0.0001 THz |
| A Wi-Fi band | 2.4 × 1012 mHz | 0.0024 THz |
| A desktop processor clock | 3 × 1012 mHz | 0.003 THz |
Il millihertz è un’unità di frequenza pari a un millesimo di hertz. Il suo simbolo è mHz. Un millihertz è un ciclo ogni mille secondi, poco meno di diciassette minuti, sicché l’unità descrive cose che si ripetono abbastanza lentamente da poterle guardare.
La m minuscola conta. Un millihertz è un milione di volte più piccolo di un megahertz, e i due si distinguono solo per la maiuscola della prima lettera. È uno dei pochi punti del SI in cui un errore di battitura cambia una grandezza di sei ordini di grandezza, ed è fonte ricorrente di confusione nei documenti che perdono le maiuscole.
La sismologia è la casa naturale dell’unità. Un forte terremoto fa suonare l’intera Terra come una campana, e queste oscillazioni libere hanno periodi da minuti a circa un’ora, il che le colloca fra circa 0,3 e 5 millihertz. Il modo più grave, in cui il pianeta si dilata e si contrae alternativamente come una sfera, ha un periodo vicino ai venti minuti. Misurare queste frequenze è stato il modo di cartografare la struttura profonda della Terra prima della tomografia sismica.
Il Sole oscilla nello stesso intervallo. L’eliosismologia studia le onde di pressione intrappolate nell’interno solare, il cui segnale più forte è un’oscillazione di cinque minuti attorno a 3,3 millihertz. Seguire milioni di questi modi rivela la rotazione interna del Sole e la profondità della sua zona convettiva, informazioni che nessun telescopio ottiene guardando la superficie.
Le maree oceaniche stanno ben più in basso perfino di questo. La principale marea lunare semidiurna si ripete ogni dodici ore e venticinque minuti, circa 0,022 millihertz, e l’intera famiglia delle componenti di marea con cui si costruiscono le tavole occupa l’intervallo sotto il decimo di millihertz.
L’ingegneria incontra l’unità nell’oscillare di edifici alti e ponti lunghi, i cui modi fondamentali cadono fra circa 100 e 500 millihertz, e negli anelli lenti di regolazione del riscaldamento e degli impianti chimici, dove un processo può impiegare molti minuti a rispondere a una variazione.
Un millihertz equivale a 0,001 hertz, a un ciclo ogni 1000 secondi o a 1000 microhertz.
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.