| 기준 | 테라헤르츠 (THz) | 메가헤르츠 (MHz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 5 × 10-11 THz | 0.00005 MHz |
| Concert pitch A above middle C | 4.4 × 10-10 THz | 0.00044 MHz |
| An FM radio station | 0.0001 THz | 100 MHz |
| A Wi-Fi band | 0.0024 THz | 2400 MHz |
| A desktop processor clock | 0.003 THz | 3000 MHz |
테라헤르츠는 1 조 헤르츠에 해당하는 진동수 단위입니다. 기호는 THz 입니다. 가장 높은 전파와 가장 낮은 적외선 사이의 틈을 차지하며, 이 영역은 20 세기의 대부분 동안 만들기도 잡아내기도 어려워 테라헤르츠 간극이라 불렸습니다.
어려움은 이론이 아니라 실제의 것이었습니다. 전자식 발진기는 수백 기가헤르츠를 넘으면 힘이 다합니다. 전하를 나르는 알갱이가 충분히 빨리 응하지 못하기 때문입니다. 한편 레이저 같은 빛의 원천은 적외선 아래에서 효율이 떨어집니다. 그 사이의 대역에는 어느 쪽에도 편한 기술이 없었고, 수십 년 동안 전자기파 띠에서 가장 덜 살펴본 부분으로 남았습니다.
이를 바꾼 것은 초고속 레이저와 광전도 안테나입니다. 몇 펨토초밖에 이어지지 않는 레이저 펄스를 반도체에 쬐어 테라헤르츠 펄스를 만들어 냅니다. 이제 테라헤르츠 시간영역 분광법이 이 대역 전체에 걸친 물질의 응답을 재며, 이 방법은 재료 과학의 표준 도구가 되었습니다.
가장 잘 알려진 쓰임은 보안 검색입니다. 테라헤르츠 복사는 옷과 종이와 플라스틱과 도자기를 지나가지만 금속에는 막히고 물에는 흡수됩니다. 게다가 광자 하나의 에너지가 무언가를 이온화하기에는 너무 작아서, 엑스선과 같은 위험 없이 숨겨진 물건을 비추어 낼 수 있습니다. 공항의 몸 검색 장치가 이 원리로 움직입니다.
분자 분광학이 이 대역을 쓰는 까닭은 큰 분자들이 여기에 회전과 진동의 상태를 지니기 때문입니다. 폭발물과 약물은 테라헤르츠의 특징적인 지문을 보이고, 이 방법은 제약의 품질 관리에서 다른 방법으로는 똑같아 보이는 결정형을 가려내는 데 쓰입니다. 미술품 보존은 화폭에 손대지 않고 물감 층 아래를 보려고 이를 씁니다.
천문학은 높고 마른 곳이나 궤도 위에서 이 주파수를 관측합니다. 대기 속 수증기가 테라헤르츠 복사를 세게 빨아들이기 때문입니다. 별이 태어나는 영역의 찬 티끌과 분자 기체가 여기서 빛을 내며, 칠레의 높은 땅과 남극점에 관측소가 세워지는 까닭이 여기 있습니다.
통신 연구가 이 띠로 들어서기 시작했습니다. 자료 속도는 쓸 수 있는 대역폭과 함께 늘고, 100 기가헤르츠 위에는 그 아래보다 훨씬 넓은 자리가 있습니다. 그래서 실험실은 1 테라헤르츠에 가까운 진동수에서 초당 몇백 기가비트를 나르는 무선 연결을 보여 왔습니다. 걸림돌은 물의 김이 이 물결을 세게 빨아들인다는 점입니다. 맑은 공기에서도 몇백 미터, 비가 오면 훨씬 짧은 거리로 연결이 묶입니다. 그것이 이 기술을 짧은 도약에 가둡니다. 옥상 안테나 사이의 이음, 자료 중심 안쪽의 연결, 또는 가로등에서 건물까지의 마지막 구간이지, 방송을 닮은 무엇이 아닙니다.
1 테라헤르츠는 1 조 헤르츠, 1000 기가헤르츠, 약 0.3 밀리미터의 파장과 같습니다.
메가헤르츠는 100 만 헤르츠에 해당하는 진동수 단위입니다. 기호는 MHz 입니다. 방송의 대부분과 가까운 거리의 통신을 나르는 전파 대역을 아우르며, 스무 해 동안 컴퓨터의 빠르기를 재던 단위이기도 했습니다.
FM 방송은 거의 어디서나 87.5 에서 108 메가헤르츠를 차지합니다. 제2차 세계대전 뒤에 뽑힌 대역으로, 주파수 변조에 필요한 넓은 채널을 허락할 만큼 높으면서도 송신기와 수신기를 싸게 만들 만큼 낮았기 때문입니다. 지상파 텔레비전은 이웃 대역을 가져갔고, 방송이 아날로그에서 디지털로 옮겨 가면서 그 상당 부분이 이동통신을 위해 비었습니다.
항공 무선은 FM 방송 바로 위인 118 에서 137 메가헤르츠에 있으며, 더 또렷한 주파수 변조가 아니라 진폭 변조를 씁니다. 이 선택은 의도된 것입니다. 두 항공기가 동시에 송신하면 진폭 변조에서는 맥놀이에 의한 날카로운 소리가 들려 혼신이 일어났음을 모두에게 알립니다. 주파수 변조라면 센 쪽 신호만 붙잡고 약한 쪽을 소리 없이 잃어버릴 것입니다.
컴퓨터의 처리 장치는 1970 년대 말부터 2000 년 무렵까지 메가헤르츠로 등급이 매겨졌습니다. 최초의 IBM PC 는 4.77 메가헤르츠로 돌았고, 뒤이은 메가헤르츠 경쟁은 열 때문에 클록 속도가 4 기가헤르츠 가까이에서 멈추면서 끝났습니다. 그 뒤로 제조사들은 코어 수를 겨루게 되었습니다. 기억 장치의 버스 속도와 화면 동기는 지금도 메가헤르츠로 적히는 것이 보통입니다.
의료용 초음파는 약 2 에서 18 메가헤르츠에서 일합니다. 주파수가 높을수록 분해능은 고와지지만 깊이 들어가지 못하므로, 배를 보는 검사는 살갗 가까운 구조를 보는 때보다 낮은 주파수를 쓰고, 검사자는 그에 맞추어 탐촉자를 고릅니다.
전파에 의한 개체 식별, 차고 문 원격 조작기, 무선 마이크, 선박용 VHF, 아마추어 무선이 모두 이 구간에 삽니다. 가림이 부족한 전자 기기가 서로 간섭하게 만드는 고조파도 마찬가지이며, 그래서 법규에 따른 시험은 수십에서 수백 메가헤르츠의 복사에 힘을 쏟습니다.
이동 전화는 이 단위를 돈의 문제로 만들었습니다. 전파는 메가헤르츠로 잰 덩어리로 경매에 부쳐지고, 여러 나라가 700, 800, 900, 1800, 2600 메가헤르츠 띠에서 몇백억에 이르는 돈을 거두었습니다. 저마다의 값어치는 물리가 정합니다. 낮은 진동수는 더 멀리 가고 건물에도 더 잘 들어가므로 700 과 800 띠는 시골을 싸게 덮고, 높은 쪽은 짧은 거리에서 더 많은 자료를 날라 도시에 맞습니다. 그러니 사업자의 닿는 범위 지도와 그 통신 빠르기는 어느 메가헤르츠를 살 수 있었는가의 결과입니다. 이 경매가 다른 어떤 나라 자산 매각만큼이나 눈여겨보아지는 까닭입니다.
1 메가헤르츠는 100 만 헤르츠, 1000 킬로헤르츠, 0.001 기가헤르츠와 같습니다.