لا تسمع مثل هذه القصة كل يوم. إريك وولدريدج متخصص في النظم المتطورة في مستشفى موريس بالقرب من شيكاغو. عندما قام بتثبيت جهاز GE Healthcare MRI الجديد ، بدأ
في تلقي الشكاوى حول الهواتف المكسورة. ثم بدأ الناس في خلل ساعات أبل.
"اعتقدت على الفور أن التصوير بالرنين المغناطيسي يصدر نوعًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي ، ونتيجة لذلك قد نواجه العديد من المشاكل." لكن نبض EM سيعطل أيضًا المعدات الطبية في المستشفى - وعمل كل شيء على ما يرام! بدأ في دراسة هذه المشكلة ، ووجد أن جميع الأجهزة التي عانت نتيجة هذه الحادثة صنعت من قبل شركة Apple - في حين أن الهاتف الذي يعمل بنظام Android نفسه يعمل بشكل مثالي. بالإضافة إلى ذلك ، انتشر هذا الحادث على نطاق واسع ، مما أثر على تشغيل 40 جهازًا مختلفًا. ماذا بحق الجحيم؟
في حياتي رأيت العديد من مواطن الخلل الغريبة ، لكنني لم أسمع أبدًا بأي شيء من هذا القبيل. مثل إريك. "تصرفت الأجهزة بشكل غريب إلى حد ما. معظمهم خارج الترتيب تمامًا. قمت بتوصيلها بمأخذ طاقة ، ولم أر أي علامات على أنهم كانوا يشحنون. تم تشغيل أجهزة أخرى ، ولكن واجهت مشاكل في الإشارة الخلوية. لقد كانت شبكة WiFi سريعة وواضحة ، ولكن الهاتف الخلوي كان في الماضي. "
ثم كتب مقالاً على Reddit عن مشكلته ، وبدأ مسؤولو أنظمة آخرين يجادلون بأن الهليوم السائل المستخدم لتبريد التصوير بالرنين المغناطيسي يمكن أن يسبب هذه المشكلة. أجرى تحقيقًا واكتشف تسربًا للهليوم ، ثم انتشر عبر المبنى.
اكتشفت أن تسرب الهيليوم حدث عندما كان يجري تحضير مغناطيس جديد للتبريد. في حوالي 5 ساعات ، اختفى حوالي 120 لترًا من الهليوم السائل. كان للسيارة صمام يعمل ، ولكن ربما تسربت. لا تحتوي الغرفة ذات التصوير بالرنين المغناطيسي على نظام مزود بتدفئة وتهوية معزولين ، لذلك يتم خلط الهواء منه مع هواء معظم المبنى. لا نعلم أي جزء من الهيليوم تسرب ، وأي جزء دخل. بالتحول من سائل إلى حالة غازية ، يتوسع الهيليوم 750 مرة ، لذلك في النهاية كان لدينا الكثير من الهيليوم (90.000 لتر). " أراهن أن أصوات الممرضات في ذلك اليوم بدت أعلى!
بعد الحادث الأولي ، بدأت الأجهزة في التعافي ببطء ، لكنها لم تستطع القيام بذلك بالكامل. "كان لدينا عدد قليل من الأجهزة التي تتصرف بشكل غير طبيعي. واجه أحد الهواتف مشاكل إصلاح خطيرة ، واستمرت بعض الساعات الذكية في العمل ، باستثناء مشاكل شاشة اللمس (حتى بعد ذلك ببضعة أيام) ".
قام بفرز الأجهزة حسب النوع. "عانت أجهزة iPhone من الإصدار 6 والإصدارات الأحدث ، وأيضًا من ساعات Apple Watch الإصدار 0 فما فوق. نحن على علم بوجود جهاز iPhone 5 في المبنى في ذلك اليوم ، وهذا لم يؤثر عليه بأي شكل من الأشكال. كان السؤال: ما الذي حدث ، بسبب أي أجهزة أبل فقط تعطلت؟
أثار هذا اهتمامي ، واتصلت بالأصدقاء العاملين في إنتاج
الأنظمة الميكانيكية الدقيقة (MEMS). هذه بعض من أصغر الأجهزة الميكانيكية في العالم. يحتوي كل هاتف على جيروسكوبات ومقاييس تسارع بعناصر ذات أحجام بترتيب ميكرومتر سميك. أولاً ، كان لدي نظرية (تزامنت مع رأي أحد مستخدمي Reddit) مفادها أن جزيئات الهليوم ، بما أنها صغيرة بما يكفي ، اخترقت هذه الرقائق وبدأت تتداخل مع عمل الأجزاء الميكانيكية.
لكن لهذه الفكرة مشكلتان: أولاً ، لا تستخدم Apple جيروسكوبات MEMS فقط - فهي موجودة في كل هاتف [ليس في كل ، ولكن في العديد / تقريبًا. ترجم.]. لماذا لا تعمل هواتف Android؟ ربما هناك خلل في iOS بسبب تعطل النظام عند تلقي بيانات غير صحيحة من الجيروسكوب؟ لكن الوضع أثر أيضًا على Apple Watche ، ولديهم نظامهم الخاص WatchOS. بالإضافة إلى ذلك ، لم تتأثر أجهزة iPhone ذات الإصدارات الأقل من 6. من غير المحتمل أن يكون هذا خطأ برمجي جديد أثر على كل من iOS و WatchOS في نفس الوقت.
داخل MEMS الدوران iPhone 4ماذا يمكن أن يكون السبب؟ في قلب كل جهاز إلكتروني توجد ساعة. عادة ، هذه هي
مذبذبات الكوارتز (المذبذبات) ، وهي بلورات تهتز بتردد معين يمكن التنبؤ به - عادة 32 كيلو هرتز. عندما تم اختراعها لأول مرة ، سمح ذلك بإنشاء أول ساعة كوارتز. أصبحت مولدات التردد هذه في صميم أي جهاز إلكتروني.
بدون ساعات ، يتجمد النظام. لا تعمل وحدة المعالجة المركزية. الساعة هي نبض جهاز حديث.
لكن مذبذبات الكوارتز لديها مشاكل معينة. لا تقيس الوقت بشكل جيد للغاية في درجات الحرارة العالية (والمنخفضة) ، وهي كبيرة نسبيًا - بترتيب 1 × 3 مم. وبحثًا عن تطبيقات الأجهزة الأصغر من أي وقت مضى ، بدأت Apple مؤخرًا في استخدام
مذبذبات SiTime MEMS لاستبدال مكونات الكوارتز.
مقياس التسارع MEMS تحت المجهر الإلكترونيعلى وجه التحديد ، يستخدمون
SiT512 ، "أصغر مذبذب 32 كيلوهرتز في الحجم واستهلاك الطاقة في العالم." وإذا تعرضت بعض أجهزة MEMS للهليوم ، فقد يكون السبب في ذلك!
يشبه المذبذب الفاشل
الأعراض التي وصفها إريك في
التجربة . "أضع iPhone 8 Plus في حقيبة محكمة الغلق وملأها بالهيليوم. لم يكن هذا واقعيًا جدًا ، نظرًا لأن أجهزة iPhones هذه تعرضت لتركيزات أقل ، لكن التجربة لا تزال تدعم فكرة أن الهليوم يمكن أن يتلف الجهاز. تركت الشاشة قيد التشغيل وبدأت المؤقت. يتجمد الهاتف بعد 8 دقائق و 20 ثانية. لا يحدث أي شيء مجنون - تتوقف الساعة ، وهذا كل شيء. تظل الشاشة قيد التشغيل. "
تمكنت من تكرار التجربة في مختبرنا. استمر جهازي iPhone 8 حوالي 4 دقائق في جو الهليوم قبل إيقاف تشغيله بالكامل.
تشير
تعليمات هاتف وساعات Apple إلى وجود مشكلة مماثلة:
لا تعرّض جهاز iPhone لبيئات تحتوي على تركيز عالٍ من المواد الكيميائية الصناعية وجلبه إلى تبخر الغازات المسيلة مثل الهيليوم ، فقد يتسبب ذلك في تلف الهاتف أو تدهوره. إذا تعرض جهازك لهذا الأمر وأظهر مثل هذه الأعراض ، أو لم يتم تشغيله ، فيمكن استعادته عادةً. اتركه غير متصل بكابل الشحن واتركه ليهوية لمدة أسبوع. يجب أن يغادر الهيليوم الجهاز تمامًا ، ويجب تفريغ البطارية تمامًا. بعد أسبوع ، قم بتوصيل الجهاز مباشرةً بالشاحن واتركه يشحن لمدة ساعة. ثم يمكن تشغيل الهاتف مرة أخرى.
من الصعب للغاية الاحتفاظ بالهيدروجين والهيليوم نظرًا لصغر حجم جزيئاتهما. على ما يبدو ، كان SiTime يعمل على هذه المشكلة لبعض الوقت. في
الأسئلة الشائعة الخاصة بهم
، وجدت ما يلي: "ما مدى فعالية الإسكان المختوم لمذبذبات MEMS؟"
يمكن أن تتأثر الأجيال السابقة من مرنانات EpiSeal بتركيزات عالية من غازات الجزيئات الصغيرة. أكثر EpiSeal أكثر عصرية منيع لجميع الغازات الجزيئية الصغيرة. اتصل بـ SiTime إذا كنت تخطط لاستخدام جهازنا بالقرب من تركيزات كبيرة من الجزيئات الصغيرة حتى نوصي بقطع غيار مناسبة.
تساءلت عما إذا كان الغاز سيؤثر على أنواع أخرى من أجهزة MEMS ، واتصلت بـ InvenSense Motion ، الشركة التي تنتج رقاقة تثبيت الصورة لـ Pixel 3. وأكد David Almoslino ، المدير الأول لتسويق الشركات ، هذه المشكلة. قال لي إن منتجاتهم "قد تتأثر إلى حد ما بالهيليوم. يمكن أن يتسرب الهيليوم من خلال ركائز الترابط الاندماجي ويزيد الضغط في التجاويف. يمكن للهليوم أن يقلل مؤقتًا من الدقة المطلقة لأجهزة استشعار الضغط. في الجيروسكوبات ، يمكن أن يؤدي الهيليوم إلى اختلال التوازن ، ولهذا السبب يمكن أن تتوقف التذبذبات مؤقتًا. يمكن أن يسبب الهليوم ضررًا بسيطًا في أجهزة قياس التسارع. ولكن يجب أن تتعافى جميع منتجاتنا بعد إزالتها من البيئة الغنية بالهيليوم ".
بالطبع ، لم تسمع بهذا من قبل لأن مثل هذه المواقف نادراً ما تنشأ. ومع ذلك ، فإن الشركات المصنعة لشرائح السليكون على دراية كبيرة بهذه المشكلة وتبذل قصارى جهدها لتقليلها. أخبرني ديفيد أن "تسرب الهليوم هو اختبار قياسي إلى حد ما لـ MEMS ، والذي تجريه معظم الشركات لاختبار التسرب".
هذه هي النقطة كلها! يمكن لجزيئات الهليوم ، مثل حبيبات الرمل الناعمة للغاية ، اختراق الجهاز ، وإيقاف الساعة ، وتحويل هاتفك مؤقتًا إلى ثقالة ورقية.