Не говоріть кумедним тоненьким голосом, вдихнувши трохи гелію з наповненої ним повітряної кульки, поруч зі своїм iPhone. Такі веселощі можуть закінчитися тим, що смартфон зависне без можливості перезавантаження. Залишиться лише сподіватися, що гаджет через певний час сам відновиться. Причиною є прогрес, а також те, що ніхто не читає інструкції користувача.
Цікаву та незвичну поведінку смартфонів iPhone виявили випадково. Одного дня на початку листопада 2018 року лікарі госпіталю Morris Hospital поблизу Чикаго почали скаржитися місцевому айтішнику про те, що їхні iPhone перестали працювати. Складнощів у пошук додало те, що відмовляли лише iPhone 6 та новіше, а також Apple Watches. Гаджети старіше iPhone 5 в цей же час працювали безвідмовно. Смартфони на Android також працювали справно.
Початок історії
Якби айтішник чи власники iPhone читали інструкції до телефонів, вони б знали, що робити. Apple офіційно рекомендує берегти смартфони від високолетких газів. Коли девайс все ж опиняється в такій атмосфері і перестає працювати, у таких випадках компанія рекомендує від’єднати гаджет від зарядки та не чіпати його тиждень, щоб гази вийшли.
У лікарнях постійно використовуються різноманітні гази. Айтішник провів власне розслідування і виявив, що в його госпіталі нещодавно встановлювали апарат магнітно-резонансної томографії. Ці пристрої мають величезний магніт, для охолодження якого використовується гелій. Це дуже леткий газ, який здатний проникнути майже всюди, навіть крізь метали.
Перевірити вразливість сучасних iPhone до гелію може кожен, взявши наповнену гелієм повітряну кульку та помістивши всередину свій телефон. Через кілька хвилин він перестане працювати, а для його відновлення знадобиться близько тижня.
Дослідник з YouTube-каналу Applied Science провів власні експерименти та з’ясував, чому саме нові iPhone чутливі до гелію та яка концентрація цього газу потрібна для виведення смартфона з ладу. Для гарантованого збою в роботі апарата потрібно, щоб в атмосфері було близько 1-2% гелію. У ній iPhone здатний протриматися близько 30 хвилин, після чого він відмовляє.
Чому винен прогрес
Причиною чутливості до гелію загалом можна назвати прогрес та прагнення до подальшої мініатюризації електроніки. Кожен електронний пристрій має у своєму складі компонент зі сленговою назвою «кварц» або кварцовий генератор.
Це невеликий кристал з кварцу, який нагадує музичний камертон. При подачі на нього струму він так само починає механічно вібрувати, а на його поверхні з’являється електричний заряд. Завдяки цьому механічні коливання супроводжуються циклічними змінами електричного заряду.
Кварцовий генератор володіє дуже важливою властивістю: постійною частотою коливання, яка слабко змінюється зі зміною температури та в часі. Завдяки цьому кварцовий резонатор є серцем будь-якої електроніки, задаючи частоту її роботи.
Високочастотні кварцові генератори споживають досить багато енергії, тому часто в сучасній електроніці встановлюється два елементи, наприклад, один на 16 чи 32 мегагерци, а інший – для економічного режиму на 32 кілогерци.
Основна проблема з кварцами в тому, що стабільність вібрування кварцового кристала залежить від його розмірів. Кристал також потребує надійного захисту від зовнішніх впливів, для чого його поміщають у масивний корпус. Для сучасної електроніки кварци виявляються занадто великими і просто гігантськими, якщо порівнювати з деякими іншими компонентами. Використання 2 або 3 кварцевих генераторів вимагає досить багато місця на платі гаджета.
Чому лише iPhone
Виробники сучасної електроніки останніми роками почали використовувати новий тип генераторів опорної частоти. У них кварц замінили на кремній, завдяки чому вдалося значно зменшити розміри генератора, виготовляючи його за технологіями Micro-Electro-Mechanical-System (MEMS).
Для надійної роботи такого генератора все одно потрібен великий захисний корпус. В Apple через бажання подальшої мініатюризації вирішили відмовитися від корпусу, залишивши генератор відкритим до зовнішнього впливу. Такий генератор виготовляє компанія S. I. Time, і вона заявляє, що це найменший доступний сьогодні генератор на 32 кілогерци.
Гелій, який має дуже крихітні молекули і тому має високу проникність, проходить через корпус iPhone до генератора. Молекули газу проникають і в сам вібруючий елемент – цей процес називається дифузія. Через це частота вібрування дещо змінюється, але поки що недостатньо, щоб смартфон перестав працювати. Із часом кількість молекул гелію, що проникли в генератор значно зростає, частота вібрування змінюється настільки, що її вже неможливо компенсувати, і телефон перестає працювати.
