犯人は、太陽でした。

地球は毎日、銀河や太陽から発生する大量の高エネルギー粒子に晒されています。特に中性子は電気製品のコンピュータチップ内の半導体に作用し、各種の不具合を生じさせることがあります。航空機は長年この問題に悩まされてきましたが、最近では携帯電話や電気自動車、アメリカで使われている自動投票機にも悪影響を及ぼしていて、家電メーカーは、そのような宇宙線や太陽嵐により強く対応できる機器を生産しようとしています。

そんな中、2003年に行なわれたベルギーの地方選挙で、4,096票が1人の候補者に誤って投票される誤作動が発生したことが、アメリカ科学振興会（AAAS）の年次会合で明らかにされたとPhys.orgが伝えています。ヴァンダービルト大学の電気工学教授Bharat Bhuvaさんは｢昨年のアメリカ大統領選挙でも300万票の不正票があったよね｣とジョークを飛ばしつつ、ベルギーの投票機の誤作動の原因は｢太陽フレアの影響に違いない｣と話しています。

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もちろんトランプ大統領が勝利した原因は太陽フレアではありませんが、高エネルギー中性子が電子機器に悪影響を与えることは事実です。宇宙から大量の中性子が降り注ぎマイクロチップのシリコンに衝突すると、トランジスタに電流が発生し、シングル・イベント・アップセット（SEU）と呼ばれる誤作動が発生することがあります。もちろん他の原因も考えられるので、太陽風が原因と考える前にまずは他の可能性を消す必要があります。コンピュータがクラッシュするほどの大きな影響は、太陽から巨大なコロナガスが噴出するなど特別な宇宙の天候活動が起きない限り発生しないからです。しかし2003年のベルギーでの投票機の誤作動は間違いなく宇宙線が原因ということが判明しています。

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ではどのように対策を行えば良いんでしょう？ 残念ながら中性子を完全にブロックすることは難しいです。数十センチのコンクリートで覆えばブロックできるんですが、現実的ではありませんよね。ですから、その影響を最小限に抑えることが大事なんです。

NASAは宇宙線対策として予備のデバイスを組み込んでいます。NASAゴダード宇宙飛行センターの航空宇宙エンジニアJonathan Pellishさんは｢宇宙船にはすべての機器が3つずつ搭載されています。アポロ計画では3つのコンピュータを常に同時に稼働させていました｣と説明。なぜなら2つ以上の機器が同時に問題を起こす可能性は非常に低いからです。でも宇宙飛行士の生命がかかっている宇宙船とは違って、家電品に同じ部品を何個も入れるのはコスト的にもサイズ的にも難しいですよね。だから家電メーカーは宇宙線に晒されても正常に動き続けるかどうかテストが必要になるんです。

テストに必要なのが粒子加速器。イギリスのラザフォード・アップルトン・ラボラトリー（RAL）の研究者で、中性子のシリコンチップに与える影響をテストする機器ChipIRを開発しているChristopher Frost博士は、粒子加速器を使えばたった1時間で100年分の中性子を発生させることができ、宇宙線と同じ状態を再現できると説明しています。ニューメキシコにあるロスアラモス国立研究所でも同様のテストを行なえます。テストによって長時間中性子に晒されたときにチップがどのような動きをするのか確認することできるんですね。でもいちいち粒子加速器を使うのもすごい大変な気が...。

Frost博士は米Gizmodoに｢すべての影響を防ぐことではなく、大きな問題をなくすことが重要だ。確かに携帯電話がちょっと止まったらイライラするが、本当の目的は完全にシステムがダウンすることを防ぐことだ｣と答えています。

今やあらゆる家電がスマート化される（冷蔵庫に変な画像も表示される）時代です。太陽風対策はますます必要なのかもしれません。

・地球の酸素は風に乗って月まで届いてた

image: NASA

source: Phys.org

参考: Newsweek, LiveScience, ChipIR

Ryan F. Mandelbaum - Gizmodo US［原文］

（Shun）