Evrenden Gelen Kozmik Işınlar Bilgisayarınızın Çökmesine Sebep Olabilir

Bilgisayarınız çökerse, bunun nedeni milyonlarca yıl önce Evrende bir yerde patlayan bir yıldız olabilir. Kozmik ışınlar, neredeyse ışık hızında hareket eden, aşırı derecede yüksek enerjili, genellikle protonlor olmak üzere yüklü parçacıklardır. Bazıları Güneş'ten gelirken, bir kısmı ise yıldızlararası uzaydaki süpernova patlamaları ve diğer enerjisi çok büyük olaylar sonucu gelirler.


Her saniye, ışık hızına yakın bir hızda hareket eden kozmik ışınlar olarak adlandırılan 100.000 parçacık, Dünya atmosferinin her bir metrekaresine çarparak, yüzeye yağan yüklü parçacıkları tetikler. Bu parçacıklar mikroçip transistörlerine çarptığında arızalara neden olabilir ve hatta bilgisayar çökmelerini tetikleyebilir. Bu tür parçacık çarpışmalarının daha yüksek irtifalarda meydana gelme olasılığı daha yüksektir. Mikroçipler daha yaygın hale geldikçe ve daha küçük transistörleri daha dar alanlara yerleştirdikçe, mühendisler kozmik ışınların çip tasarımcıları ve kullanıcıları için daha fazla endişe kaynağı olmasını bekliyor.



Evrende bir yerde, belki de milyonlarca yıl önce, patlayan bir yıldız, Kozmosun içine bir proton fırlattı, yıllar boyunca, tesadüfen bir gezegen yoluna çıkana kadar uzayda patladı. Seyahat eden parçacığımız için gezegenin atmosferi beton bir blok gibiydi. Atmosferimizdeki birçok molekülden birine, belki de nitrojen ya da oksijene çarptı ve gezegenin yüzeyine kademeli olarak inen pionlar, nötronlar, müonlar, elektronlar ve pozitronlar gibi diğer parçacıkların oluşumunu tetikledi.



Her saniye, kabaca 100.000 kozmik ışın, Dünya atmosferinin her bir metrekaresine çarpıyor, ancak metrekare başına sadece yaklaşık sekiz parçacık yüzeye çıkıyor. Bu aralıksız duş, Dünya'nın doğal olarak oluşan arka plan radyasyonunun küçük bir bölümünü oluşturur.



Kozmik olarak yüklü parçacıklar hemen hemen her şeye çarpar: siz, aileniz, evcil hayvanlarınız ve bazen bilgisayarınızdaki, tabletinizdeki, akıllı telefonunuzdaki veya diğer cihazlarınızdaki transistörler. Bu ikinci olay meydana geldiğinde, hızlanan parçacık bellekte depolanan veri bitlerini "çevirebilir", küçük bir yazılım arızasını ve hatta daha nadir durumlarda bir sistem çökmesini tetikleyebilir. Bu "yumuşak hatalar" olarak adlandırılanlar, kalıcı herhangi bir donanım hasarı yapmazlar, ancak düzeltmek için yeniden başlatmayı gerektirebilirler.



IBM'de çeyrek asırdır Radyasyon Bilimi yöneticisi olan fizikçi James F. Ziegler, ilk olarak kozmik ışınların bilgisayarlar üzerindeki sinir bozucu etkisini 1979'da keşfetti. O ve meslektaşları daha sonra kozmik ışın yumuşak hatalarının yaklaşık ayda bir meydana geldiğini tahmin ettiler.



Ziegler ve diğer IBM araştırmacıları , Dünya üzerindeki belirli yerlerin daha ağır kozmik ışın bombardımanı yaşadığını da kaydetti . Örneğin Denver, New York'tan dört kat daha şiddetli sağanak yağışlara maruz kalırken, güney Asya'daki şehirler yaklaşık yarısı kadar yağmura maruz kalıyor. Bu farkın iki faktörle ilgisi vardır: bir yerin rakımı, ne kadar yüksek olursa, atmosfer o kadar az koruyucu olur ve ayrıca Dünya'nın bölgedeki jeomanyetik alanının “sertliği”.



Rakım açık ara en büyük faktördür. Yeraltında tutulan bir bilgisayar hiç yumuşak hata yaşamayabilirken, uçaktaki bir bilgisayar, uçağın Dünya'daki konumuna bağlı olarak 10 ila 300 kat daha fazla herhangi bir yerde karşılaşabilir.



Uzay araçları Dünya atmosferinin sınırlarının ötesinde çalıştığından, NASA on yıllardır kozmik ışın kaynaklı aksaklıkların kesin olarak farkında . Uzay Mekiği, navigasyon ve kontrolü çalıştırmak için dört yedek bilgisayara sahipti, bu nedenle biri ciddi bir yumuşak hataya yenik düşerse, diğerleri doğru telemetri ile her şeyin normal şekilde çalışmasını sağlıyordu. Yedi günlük bir mekik görevi sırasında, NASA bilgisayar bilimcileri 100'e kadar yumuşak hatayı kaydedecekti. NASA'nın uzay operasyonlarının çoğu artık kozmik ışınların ters çevirmesi için çok daha zor olan transistörler içeren radyasyonla sertleştirilmiş bilgisayar çiplerine sahip bilgisayarları kullanıyor ve daha yavaş çalışmanın talihsiz bir dezavantajı var.



Mikroçipler daha yaygın hale geldikçe ve daha küçük transistörleri giderek daha dar alanlara yerleştirdikçe, mühendisler kozmik ışınların çip tasarımcıları için daha fazla endişe duymasını ve üstesinden gelinmesi gereken teknolojik engeller oluşturmasını bekliyor. Bu, örneğin şanssız bir arızanın yüzlerce hayatı tehlikeye atabileceği uçaklardaki bilgisayar sistemleri için özellikle hayati önem taşır. Vanderbilt Üniversitesi'nde elektrik mühendisliği profesörü olan Bharat Bhuva'ya göre, üreticilerin nihayetinde NASA'nın yaklaşımını benimsemesi ve ürünlerinde artıklık tasarlaması gerekebilir.



Kaynak: https://bigthink.com/hard-science/cosmic-rays-computer-crash/