Ah, la tecnologia moderna! Quando il tuo smartphone improvvisamente si blocca, o il tuo laptop mostra il temuto Blue Screen of Death, è facile incolpare il produttore del dispositivo o chiedersi se tu stesso hai combinato qualche pasticcio con il sistema operativo. Ma siediti, rilassati. Potrebbe benissimo essere che i raggi cosmici provenienti dallo spazio esterno siano i veri responsabili.
Può sembrare assurdo, dato che è probabile che tu non abbia lasciato di recente i confini del nostro pianeta. Tuttavia, i tuoi dispositivi sono vulnerabili alle particelle subatomiche cariche di energia emesse dal sole e dalle stelle più distanti che continuamente bombardano la Terra. Nonostante la protezione fornita dalla nostra atmosfera, alcune di queste particelle riescono comunque a penetrare fino ad interagire con i circuiti elettronici, alterando i singoli bit di dati memorizzati. Questo può portare a un malfunzionamento chiamato “single-event upset” (SEU). Ecco perché i ricercatori dell’Università di Vanderbilt avvertono che la nostra crescente dipendenza dai dispositivi elettronici e l’utilizzo di generazioni più recenti di chip informatici più piccoli e efficienti ci rendono più vulnerabili che mai alle interferenze dei raggi cosmici.
Bharat Bhuva, professore di ingegneria elettrica e informatica presso l’Università di Vanderbilt, ha sottolineato che, sebbene la maggior parte delle persone attribuisca questi malfunzionamenti a difetti hardware o software, la quantità di particelle sulla superficie terrestre e il numero di dispositivi elettronici in uso rendono la probabilità di un SEU più elevata di quanto si possa immaginare.
Questi malfunzionamenti rappresentano solitamente solo un fastidio per le persone comuni, dal momento che non causano danni permanenti e basta riavviare il dispositivo per risolvere il problema. Tuttavia, per gli elettronici le cui prestazioni continue sono cruciali, come i comandi elettronici nelle centrali elettriche, le reti informatiche del sistema finanziario e i dispositivi medici salvavita, il problema è più preoccupante. E pensare che addirittura nei sistemi elettronici degli aeromobili questi malfunzionamenti possono rappresentare un rischio ancora più spaventoso, come nel caso del volo da Singapore all’Australia nel 2024, durante il quale sembra che un SEU abbia causato il disimpegno dell’autopilota, facendo precipitare l’aereo in una picchiata provocando ferite a 119 passeggeri.
E non finisce qui! C’è addirittura il rischio che i raggi cosmici possano causare problemi durante un’elezione. Il team di Bhuva cita il caso delle elezioni locali del 2024 a Schaerbeek, in Belgio, in cui un SEU in una macchina elettronica per il voto ha attribuito erroneamente a un candidato ben 4.096 voti aggiuntivi.
Una delle cose sconcertanti riguardo ai SEU indotti dai raggi cosmici è che in seguito è difficile stabilire con certezza che siano state proprio le particelle a causare il malfunzionamento. Al contrario, i ricercatori utilizzano simulazioni per prevedere quante di tali disfunzioni si verificheranno nel tempo. I ricercatori di Vanderbilt, ad esempio, hanno recentemente condotto uno studio presso il Los Alamos National Laboratory in cui hanno esposto chip informatici a un fascio di neutroni per riprodurre lo stesso effetto che potrebbero causare i raggi cosmici.
In un mondo in cui tutto, dai frigoriferi alle automobili, è sempre più connesso a Internet, stiamo continuamente aumentando la nostra vulnerabilità all’irraggiamento cosmico. “Il problema aumenterà con l’Internet delle cose a causa del numero di dispositivi in uso”, sottolinea Bhuva. “Il SEU è una questione di probabilità. Con un numero maggiore di dispositivi in uso, la probabilità che uno di essi subisca un SEU in un determinato momento aumenta”.
Fortunatamente, è possibile progettare chip informatici e circuiti in modo da ridurre il rischio che i SEU causino un malfunzionamento, e queste caratteristiche sono già presenti in sistemi critici di alta gamma. Tuttavia, è più difficile proteggere gli elettronici di consumo. “Ciò comporta un costo in termini di prestazioni, come velocità, potenza e spazio, per rendere i circuiti meno vulnerabili al SEU”, spiega Bhuva. “I progettisti devono bilanciare tali costi prestazionali con la affidabilità. Si potrebbe rendere il cellulare molto robusto contro il SEU, ma ciò comporterebbe un maggiore consumo energetico, con una minore durata della batteria o una necessità di ricariche più frequenti”.
Finché qualcuno non troverà un modo migliore per proteggere i dispositivi di consumo dai raggi cosmici, i fastidi del cellulare e i blue screen sui laptop sono probabilmente qualcosa con cui dovremo convivere. Ma almeno abbiamo una spiegazione plausibile per essi, e maledire il cielo non sembrerà così fuori luogo, vero?
Piero Angela