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宇宙粒子或致飛機自由下降 甚至改變選舉結果

                                                                           2017-02-27

 


  科學家表示,微小的宇宙粒子可能對地球造成嚴重影響,能導致選舉票數統計錯誤、飛機自由下降和計算機重啟等。

  這些宇宙粒子可能擊中地球上的電子設備,這可能導致設備的零部件被燒壞進而出現故障。

  宇宙粒子源自於我們太陽系外部的宇宙射線。它們在撞入地球大氣層的過程中產生一系列顆粒,包括可以穿透飛機的質子、電子、X射線和γ射線。

  這些宇宙粒子不斷地撞擊地球,並且可能導致電子設備中的一些信息發生改變。

  當機器以這種方式發生故障時,它被稱為單粒子翻轉 (SEU)。

  電子設備信息的改變,可能足以導致計算機死機和重啟,進而影響通過計算機統計的選舉結果。

  它們還可能帶來其它問題,例如導致飛機突然退出自動駕駛模式。

  在波士頓召開的美國科學促進會年會上,美國范德比爾特大學電氣與計算機工程教授巴拉特·布哈瓦(Bharat Bhuva)談到了這個問題。

  他在演講中指出:“這是一個很大的問題,但幾乎不為公眾所知。”

  布哈瓦教授指出:“半導體制造商非常關注這個問題,因為隨著計算機芯片中晶體管尺寸的縮小,以及我們的數字系統功率和容量的增加,這一問題正變得越來越嚴重。”

  他還表示:“此外,微電子電路已無處不在,我們的社會越來越依賴它們。”

In this time-lapse photo, stars appear to rotate above the Middle Drum facility of the Telescope Array, a $25 million cosmic ray observatory that sprawls across the desert west of Delta, Utah. Physicists from the University of of Utah and the University of Tokyo and elsewhere report the observatory has detected a hot spot in the northern sky emitting a disproportionate number of ultrahigh-energy cosmic rays, which are the most energetic particles in the universe
  圖注:在這張延時拍攝的照片中,星星看起來好像在美國猶他州(Utah) Telescope Array( TA)的Middle Drum設施上空旋轉。TA是一個投資2500萬美元建起的宇宙射線觀測台,來自猶他州大學、東京大學及其它地方的物理學家報告稱,該天文台在北方天空中發現了一個熱點,發出了不相稱數量的超高能宇宙射線,這是宇宙中能量最高的粒子

  布哈瓦教授稱,引發單粒子翻轉的原因可能不止一個,只有在所有其它可能的原因被排除之後,才可以說它確實是由微小的宇宙粒子引起的。”

  但這些單粒子翻轉事件可能會對安全以及社會經濟活動(如選舉)產生影響。

  例如,2003年,在比利時斯哈爾貝克(Schaerbeek)鎮的一次選舉中,一個由單粒子翻轉引發的故障,讓一名候選人多得了4096張選票——而之所以發現這一錯誤,是因為該候選人獲得的票數超過了可能性,因此被調查。

  在澳洲航空公司從新加坡飛往珀斯的一個航班中,單粒子翻轉使飛機從自動駕駛模式中退出來,導致飛機自由下落長達23秒,大約三分之一的乘客因此受傷。

  計算機越強大,單粒子翻轉問題越常見。

  同時,飛機也更容易發生單粒子翻轉問題,因為當它們在3.5萬英尺的高空飛行時,受到的宇宙輻射水平更高。

  但是,預防單粒子翻轉問題非常困難——因為只有厚度超過3米的混凝土牆壁,才能阻擋宇宙粒子。

  因此,布哈瓦教授建議,將計算機處理器分為三組,以作為安全備份。

  美國宇航局在太空中使用的計算機,采用的就是這樣的系統。

  布哈瓦教授稱,在兩個電路中,同時發生單粒子翻轉問題的概率微乎其微。

  他說:“所以,如果兩個電路產生相同的結果,它就應該是正確的。”

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