Misschien de schuld geven aan kosmische stralen Een laptopcrash is het ergste. Probeer de volgende keer dat het gebeurt naar de sterren te kijken, Hoewel, en misschien niet de fabrikant de schuld geven. Mensenafbeeldingen/Getty Images

Wanneer uw smartphone plotseling vastloopt, of je laptop toont het gevreesde Blue Screen of Death, het is verleidelijk om de fabrikant van de gadget te vervloeken, of vraag je af of je het besturingssysteem op de een of andere manier hebt verknoeid met je eigen onbekwaamheid. Maar chill. Het kan heel goed zijn dat kosmische straling uit de ruimte de schuldige is.

Je zou denken dat dat gek klinkt, aangezien de kans groot is dat je de laatste tijd de grenzen van onze planeet niet hebt verlaten. Maar toch, je gadgets zijn kwetsbaar voor geactiveerde subatomaire deeltjes die worden afgegeven door de zon en verder verwijderde sterren die de aarde voortdurend bombarderen. Hoewel onze atmosfeer ons een zekere mate van bescherming biedt, sommige deeltjes slagen er toch in om door dat filter te komen, vervolgens grote schade aanrichten aan de elektronica door individuele gegevensbits in de geheugens van apparaten te veranderen. Dit kan resulteren in een storing die Single Event Disrupt (SEU) wordt genoemd. En volgens onderzoekers van de Vanderbilt University die het probleem bestuderen, onze toenemende afhankelijkheid van elektronische gadgets en recente generaties kleinere, efficiëntere computerchips maken ons kwetsbaarder dan ooit voor verstoringen van de kosmische straling.

"Het is heel moeilijk om een ​​leek ervan te overtuigen dat een buitenaards deeltje uit de ruimte ervoor zorgt dat zijn mobiele telefoon plotseling opnieuw moet worden opgestart, of zijn laptop moet opnieuw worden opgestart, " zegt Bharat Bhuva, een professor in elektrische en computertechnologie aan de Vanderbilt University en lid van de Radiation Effects Research Group van die school, via e-mail. "De meeste mensen geven de schuld aan software- of hardwareproblemen, wat waarschijnlijk in de meeste gevallen waar is, maar het aantal deeltjes op het aardoppervlak en het aantal elektronische apparaten dat momenteel in gebruik is, maken de kans op een SEU groter dan voorheen."

Bhuva, die onlangs deelnam aan een paneldiscussie over kosmische straling en elektronische storingen op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science in Boston, zei dat SEU's meestal slechts een ongemak zijn voor gewone mensen, omdat ze geen blijvende schade aanrichten en een herstart meestal de problemen oplost. Maar voor elektronica waarvan de ononderbroken prestaties van cruciaal belang zijn, zoals elektronische besturingen in nutsbedrijven, de computernetwerken van het financiële systeem, en levensreddende medische apparaten - het is een zorgelijker probleem.

SEU's in elektronische systemen van vliegtuigen vormen een nog groter risico. In 2008 bleek een passagiersvliegtuig dat van Singapore naar Australië vloog een SEU te hebben opgelopen waardoor de automatische piloot uitviel, het vliegtuig in een steile duik stuurde en 119 passagiers verwondde.

Het is zelfs mogelijk dat kosmische straling problemen kan veroorzaken bij een verkiezing. Het team van Bhuva citeert het geval van de lokale verkiezingen van 2003 in Schaarbeek, België, waarin een SEU in een elektronische stemmachine één kandidaat 4 gaf, 096 extra stemmen.

Een van de verwarrende dingen over door kosmische straling geïnduceerde SEU's is dat daarna, het is moeilijk vast te stellen dat de deeltjes de storing daadwerkelijk hebben veroorzaakt. In plaats daarvan, onderzoekers gebruiken simulaties om te voorspellen hoeveel van dergelijke ongelukken zich in de loop van de tijd zullen voordoen. De Vanderbilt-onderzoekers, bijvoorbeeld, hebben onlangs een onderzoek uitgevoerd in het Los Alamos National Laboratory waarin ze computerchips hebben blootgesteld aan een neutronenstraal om hetzelfde effect te reproduceren dat kosmische straling zou kunnen veroorzaken.

Maar in een wereld waar alles, van koelkasten tot auto's, steeds meer verbonden is met het internet der dingen, we vergroten voortdurend onze kwetsbaarheid voor bombardementen met kosmische straling. "Het probleem zal met IoT toenemen vanwege het aantal apparaten dat in gebruik is, " zegt Bhuva. "SEU is een kwestie van waarschijnlijkheden. Met een groter aantal apparaten in gebruik, de kans dat een van hen op een bepaald moment een SEU zal ervaren, neemt toe."

Dus wat is het antwoord? Gelukkig, het is mogelijk om computerchips en circuits te ontwerpen met redundanties die het risico verminderen dat SEU's een storing veroorzaken, en die functies verschijnen al in high-end kritieke systemen. Maar het is moeilijker om consumentenelektronica te beschermen.

"Het kost prestaties - snelheid, vermogen en oppervlakte — om circuits minder kwetsbaar te maken voor SEU, ", zegt Bhuva. "Ontwerpers moeten zulke prestatiekosten afwegen tegen betrouwbaarheid. Men kan de mobiele telefoon zeer robuust maken tegen SEU, maar het kost meer stroom, wat resulteert in lagere batterijprestaties - of vaker opladen."

Totdat iemand een betere manier bedenkt om consumentengadgets te beschermen tegen kosmische straling, mobiele telefoonstoringen en blauwe schermen op laptops zijn waarschijnlijk iets dat we gewoon zullen moeten verdragen. Maar we hebben er in ieder geval een mogelijke verklaring voor, en de hemel vervloeken zal niet zo verkeerd aanvoelen.

Dat is nu interessant

Rottend radioactief materiaal in laptops, telefoons en andere elektronische apparaten, zoals verpakkingsmateriaal voor geïntegreerde schakelingen die alfadeeltjes uitzenden, kan ook een SEU veroorzaken, zegt Bhuva.