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一个小小的宇宙粒子,却可能对地球产生重大影响

科普小知识2022-07-15 18:26:21
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据国外媒体报道,科学家指出,微小的宇宙粒子会对地球产生重大影响,如干扰选举投票、导致飞机坠毁、导致电脑莫名其妙地重启等。宇宙粒子撞击地球上的电子设备后,也会导致电子元件烧毁,导致设备故障。

一个小小的宇宙粒子,却可能对地球产生重大影响

注:在这张延迟拍摄的照片中,恒星似乎在美国犹他州的中鼓室望远镜阵列上旋转。助教是一个价值2500万美元的宇宙射线天文台。犹他大学、东京大学和其他地方的物理学家报告说,天文台在北方的天空中发现了一个热点,并发射出不成比例的超高能宇宙射线,这是宇宙中能量最高的粒子。

宇宙粒子来自太阳系外的宇宙射线。进入地球大气层后,它们会产生各种粒子,如质子、电子、x射线和伽马射线,可以穿透飞机外壳。这些粒子一直在攻击地球,并可能干扰电子设备的信息传输过程。这种设备故障现象被称为“单粒子翻转”(SEU)。

这些变化足以导致计算机崩溃和重启,干扰计算机操作的选举计数结果。宇宙粒子也可能导致其他问题,例如导致飞机突然取消自动驾驶模式。范德比尔特大学电子和计算机工程教授巴拉特·布瓦最近在波士顿举行的美国科学促进协会年会上就这个问题发表了演讲。

他指出:“这个问题非常严重,但是公众很少注意到它。半导*造商对此非常关注,因为随着计算机芯片中晶体管尺寸的缩小和计算系统容量的增加,这个问题变得越来越严重。此外,微电子电路无处不在,我们的社会越来越依赖它们。”

布哈瓦教授指出,单个事件引起不安的原因有很多。在排除了所有可能的原因后,我们只能说它是由宇宙粒子引起的。这些单一事件滚动事件不仅影响人们的生活,还影响社会经济活动,如选举。

例如,2013年,在比利时小镇沙尔比克,一个单一的事件导致当地候选人赢得了4096多张选票。由于候选人不可能赢得这么多选票,人们意识到选举过程中存在问题,于是展开了调查。

此外,这一事件还导致一架从新加坡飞往澳大利亚珀斯的飞机取消了自动驾驶模式,导致飞机*降落23秒钟,约三分之一的乘客受伤。电脑越强大,就越容易受到单一事件的干扰。飞机经常遭受这个问题,因为在35,000英尺处,辐射水平高于地面。

然而,我们很难避免这个问题。只有至少三米厚的墙才能阻挡这些粒子。因此,布哈瓦教授建议我们应该制作一式三份的计算机处理器作为安全备份。美国宇航局的太空计算机使用这个系统。“两条电路同时受到单粒子翻转干扰的可能性极低,可以忽略不计。”布哈瓦教授指出,“因此,如果两个电路产生相同的结果,结果应该是正确的。”