Cuando su teléfono inteligente se congela repentinamente, o su computadora portátil muestra la temida pantalla azul de la muerte, es tentador maldecir al fabricante del dispositivo o preguntarse si de alguna manera estropeó el sistema operativo con su propia ineptitud. Pero cálmate. Bien puede ser que los rayos cósmicos del espacio exterior sean los culpables.
Puede pensar que suena loco, ya que es probable que no haya salido de los confines de nuestro planeta recientemente. Pero aun así, sus dispositivos son vulnerables a las partículas subatómicas energizadas emitidas por el sol y las estrellas más distantes que continuamente bombardean la Tierra. Aunque nuestra atmósfera nos brinda cierto grado de protección, algunas partículas aún logran atravesar ese filtro y luego causan estragos en la electrónica al alterar bits individuales de datos almacenados en las memorias de los dispositivos. Esto puede resultar en un mal funcionamiento llamado trastorno de evento único (SEU). Y según los investigadores de la Universidad de Vanderbilt que estudian el problema, nuestra creciente dependencia de los dispositivos electrónicos y las generaciones recientes de chips de computadora más pequeños y eficientes nos hacen más vulnerables que nunca a las interrupciones de los rayos cósmicos.
"Es muy difícil convencer a un laico de que una partícula alienígena del espacio exterior está causando que su teléfono celular deba reiniciarse repentinamente, o que su computadora portátil necesite reiniciarse", dice Bharat Bhuva , profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Vanderbilt y miembro. del Grupo de Investigación de Efectos de Radiación de esa escuela, por correo electrónico. "La mayoría de la gente lo atribuye a fallas en el software o el hardware, lo que probablemente sea cierto en la mayoría de los casos, pero la cantidad de partículas en la superficie de la tierra y la cantidad de dispositivos electrónicos actualmente en uso hacen que la probabilidad de un SEU sea mayor que antes".
Bhuva, quien recientemente participó en un panel de discusión sobre rayos cósmicos y fallas electrónicas en la reunión anual de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia en Boston, dijo que las SEU son en su mayoría solo un inconveniente para la gente común, ya que no causan ningún problema. daño permanente y un reinicio generalmente soluciona los problemas. Pero para la electrónica cuyo rendimiento ininterrumpido es fundamental, como los controles electrónicos en las plantas de servicios públicos, las redes informáticas del sistema financiero y los dispositivos médicos que salvan vidas, es un problema más preocupante.
Los SEU en los sistemas electrónicos de las aeronaves presentan un riesgo aún mayor. En 2008, un avión de pasajeros que volaba de Singapur a Australia pareció sufrir un SEU que provocó que el piloto automático se desconectara, lo que provocó que el avión cayera en picado e hirió a 119 pasajeros.
Incluso es posible que los rayos cósmicos puedan causar problemas con una elección. El equipo de Bhuva cita el caso de las elecciones locales de 2003 en Schaerbeek, Bélgica, en las que un SEU en una máquina de votación electrónica le dio a un candidato 4.096 votos adicionales.
Una de las cosas desconcertantes sobre los SEU inducidos por rayos cósmicos es que después, es difícil determinar con precisión que las partículas realmente causaron el mal funcionamiento. En cambio, los investigadores usan simulaciones para predecir cuántos percances de este tipo ocurrirán con el tiempo. Los investigadores de Vanderbilt, por ejemplo, realizaron recientemente un estudio en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en el que expusieron chips de computadora a un haz de neutrones para reproducir el mismo efecto que podrían causar los rayos cósmicos.
Pero en un mundo donde todo, desde los refrigeradores hasta los automóviles, está cada vez más conectado al Internet de las cosas , aumentamos continuamente nuestra vulnerabilidad al bombardeo de rayos cósmicos. "El problema aumentará con IoT debido a la cantidad de dispositivos en uso", dice Bhuva. "SEU es una cuestión de probabilidades. Con una mayor cantidad de dispositivos en uso, aumenta la probabilidad de que uno de ellos experimente un SEU en un momento dado".
Entonces, ¿cuál es la respuesta? Afortunadamente, es posible diseñar chips y circuitos de computadora para tener redundancias que reduzcan el riesgo de que las SEU causen una interrupción, y esas características ya se están mostrando en sistemas críticos de alta gama. Pero es más difícil proteger los productos electrónicos de consumo.
"Cuesta rendimiento (velocidad, potencia y área) hacer que los circuitos sean menos vulnerables a SEU", dice Bhuva. "Los diseñadores tienen que equilibrar ese costo de rendimiento con la confiabilidad. Uno puede hacer que el teléfono celular sea muy resistente contra SEU, pero requerirá más energía, lo que resultará en un menor rendimiento de la batería, o una carga más frecuente".
Hasta que alguien encuentre una mejor manera de proteger los dispositivos de los consumidores de los rayos cósmicos, las fallas en los teléfonos celulares y las pantallas azules en las computadoras portátiles son probablemente algo que tendremos que soportar. Pero al menos tenemos una posible explicación para ellos, y maldecir a los cielos no se sentirá tan fuera de lugar.
Ahora eso es interesante
Los materiales radiactivos en descomposición dentro de computadoras portátiles, teléfonos y otros dispositivos electrónicos, como el material de empaque para circuitos integrados que emiten partículas alfa, también pueden causar un SEU, dice Bhuva.
