| Terahertz (THz) | Millihertz (mHz) |
|---|---|
| 1 Terahertz | 1 × 1015 mHz |
| 2 Terahertz | 2 × 1015 mHz |
| 3 Terahertz | 3 × 1015 mHz |
| 4 Terahertz | 4 × 1015 mHz |
| 5 Terahertz | 5 × 1015 mHz |
| 10 Terahertz | 1 × 1016 mHz |
| 20 Terahertz | 2 × 1016 mHz |
| 25 Terahertz | 2.5 × 1016 mHz |
| 50 Terahertz | 5 × 1016 mHz |
| 100 Terahertz | 1 × 1017 mHz |
| Referentie | Terahertz (THz) | Millihertz (mHz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 5 × 10-11 THz | 50000 mHz |
| Concert pitch A above middle C | 4.4 × 10-10 THz | 440000 mHz |
| An FM radio station | 0.0001 THz | 1 × 1011 mHz |
| A Wi-Fi band | 0.0024 THz | 2.4 × 1012 mHz |
| A desktop processor clock | 0.003 THz | 3 × 1012 mHz |
De terahertz is een frequentie-eenheid gelijk aan duizend miljard hertz. Het symbool is THz. Zij beslaat de kloof tussen de hoogste radiofrequenties en het laagste infrarode licht, een gebied dat het grootste deel van de twintigste eeuw zo moeilijk op te wekken of aan te tonen was dat het de terahertzkloof werd genoemd.
De moeilijkheid was praktisch en niet theoretisch. Elektronische oscillatoren raken boven enkele honderden gigahertz uitgeput omdat de ladingdragers niet snel genoeg reageren, terwijl optische bronnen zoals lasers onder het infrarood aan rendement verliezen. De band ertussen had aan geen van beide zijden een handige techniek en bleef decennialang het minst verkende deel van het elektromagnetisch spectrum.
Dat veranderde met ultrasnelle lasers en fotogeleidende antennes, die terahertzpulsen opwekken door een halfgeleider te belichten met een laserpuls van enkele femtoseconden. Terahertzspectroscopie in het tijdsdomein meet nu de respons van materialen over de hele band, en de techniek is een gangbaar gereedschap in de materiaalkunde geworden.
Veiligheidscontrole is de bekendste toepassing. Terahertzstraling gaat door kleding, papier, kunststof en keramiek maar wordt door metaal tegengehouden en door water opgenomen, en haar energie per foton is veel te laag om iets te ioniseren, zodat zij verborgen voorwerpen kan afbeelden zonder de risico's van röntgenstraling. Lichaamsscanners op luchthavens werken op dit beginsel.
De molecuulspectroscopie gebruikt de band omdat veel grote moleculen hier rotatie- en trillingstoestanden bezitten. Springstoffen en drugs vertonen kenmerkende terahertzsignaturen, en de techniek dient in de farmaceutische kwaliteitscontrole om kristalvormen te onderscheiden die andere methoden identiek maken. Kunstconservering past haar toe om onder verflagen te kijken zonder een doek aan te raken.
De sterrenkunde neemt bij deze frequenties waar vanaf hoge, droge plaatsen of vanuit een baan, omdat waterdamp in de atmosfeer terahertzstraling sterk opneemt. Koud stof en moleculair gas in stervormingsgebieden stralen hier, en daarom worden sterrenwachten op grote hoogte in Chili en op de zuidpool gebouwd.
Het communicatieonderzoek is de band beginnen binnen te dringen. Gegevenssnelheden groeien met de beschikbare bandbreedte, en boven 100 gigahertz is veel meer plaats dan eronder, dus laboratoria hebben draadloze verbindingen getoond die bij frequenties nabij één terahertz honderden gigabits per seconde dragen. Het beletsel is dat waterdamp deze golven sterk opslorpt, wat een verbinding bij heldere lucht tot enkele honderden meters beperkt en bij regen tot veel minder. Dat bindt de techniek aan korte sprongen: verbindingen tussen dakantennes, trajecten binnen een datacentrum, of het laatste stuk tussen een lantaarnpaal en een gebouw, en niets wat op een omroepuitzending lijkt.
Eén terahertz is gelijk aan duizend miljard hertz, 1000 gigahertz of een golflengte van ongeveer 0,3 millimeter.
De millihertz is een frequentie-eenheid gelijk aan een duizendste hertz. Het symbool is mHz. Eén millihertz is één cyclus per duizend seconden, iets minder dan zeventien minuten, zodat de eenheid verschijnselen beschrijft die zich traag genoeg herhalen om ernaar te kijken.
De kleine m doet ertoe. Eén millihertz is een miljoen maal kleiner dan één megahertz, en de twee worden alleen onderscheiden door de kapitalisatie van de eerste letter. Dit is een van de weinige plaatsen in het SI waar een typefout een grootheid met zes ordes van grootte verandert, en het is een terugkerende bron van verwarring in documenten die hun hoofdletters kwijtraken.
De seismologie is het natuurlijke thuis van de eenheid. Een zware aardbeving laat de hele aarde klinken als een klok, en deze eigentrillingen hebben perioden van minuten tot ongeveer een uur, wat hen tussen ruwweg 0,3 en 5 millihertz plaatst. De laagste trillingsvorm, waarbij de planeet zich als bol beurtelings uitzet en samentrekt, heeft een periode van bijna twintig minuten. Het meten van deze frequenties was de weg waarlangs de diepe opbouw van de aarde in kaart werd gebracht vóór de seismische tomografie bestond.
De zon trilt in hetzelfde bereik. De helioseismologie bestudeert drukgolven die in het zonne-inwendige gevangen zitten en waarvan het sterkste signaal een vijfminutentrilling bij ongeveer 3,3 millihertz is. Het volgen van miljoenen van deze trillingsvormen onthult de inwendige rotatie van de zon en de diepte van haar convectiezone, gegevens die geen enkele telescoop verkrijgt door naar het oppervlak te kijken.
De oceaangetijden liggen zelfs daar nog ver onder. Het voornaamste halfdaagse maansgetij herhaalt zich elke twaalf uur en vijfentwintig minuten, ongeveer 0,022 millihertz, en de hele familie getijcomponenten waaruit getijtafels zijn opgebouwd beslaat het bereik onder een tiende millihertz.
De techniek ontmoet de eenheid in het zwaaien van hoge gebouwen en lange bruggen, waarvan de grondtrillingen tussen ongeveer 100 en 500 millihertz vallen, en in de trage regelkringen van verwarming en chemische installaties, waar een proces vele minuten kan doen over het beantwoorden van een wijziging.
Eén millihertz is gelijk aan 0,001 hertz, één cyclus per 1000 seconden of 1000 microhertz.