Не говорите смешным тоненьким голосом, вдохнув немного гелия из наполненного им воздушного шара, рядом со своим iPhone. Такое веселье может закончиться тем, что смартфон зависнет без возможности перезагрузки. Останется лишь надеяться, что гаджет через определенное время сам восстановится. Причиной является прогресс, а также то, что никто не читает инструкции пользователя.
Интересное и необычное поведение смартфонов iPhone обнаружили случайно. Однажды в начале ноября 2018 года врачи госпиталя Morris Hospital вблизи Чикаго начали жаловаться местном айтишнику на то, что их iPhone перестали работать. Сложностей в поиск добавило то, что отказывали только iPhone 6 и новее, а также Apple Watches. Гаджеты старее iPhone 5 в это же время работали безотказно. Смартфоны на Android также работали исправно.
Начало истории
Если бы айтишник или владельцы iPhone читали инструкции к телефонам, они бы знали, что делать. Apple официально рекомендует беречь смартфоны от высоколетучих газов. В случаях, когда девайс все же оказывается в такой атмосфере и перестает работать, компания рекомендует отсоединить гаджет от зарядки и не трогать его неделю, чтобы газы вышли.
В больницах постоянно используются различные газы. Айтишник провел собственное расследование и обнаружил, что в его госпитале недавно устанавливали аппарат магнитно-резонансной томографии. Эти устройства имеют огромный магнит, для охлаждения которого используется гелий. Это очень летучий газ, который способен проникнуть почти всюду, даже сквозь металлы.
Проверить уязвимость современных iPhone к гелию может каждый, взяв наполненный гелием воздушный шарик и поместив внутрь свой телефон. Через несколько минут он перестанет работать, а для его восстановления понадобится около недели.
Исследователь с YouTube-канала Applied Science провел собственные эксперименты и выяснил, почему новые iPhone чувствительны к гелию и какова концентрация этого газа нужна для вывода смартфона из строя. Для гарантированного сбоя в работе аппарата необходимо, чтобы в атмосфере было около 1-2% гелия. В ней iPhone способен продержаться около 30 минут, после чего он отказывает.
Почему виноват прогресс
Причиной чувствительности к гелию в целом можно назвать прогресс и стремление к дальнейшей миниатюризации электроники. Каждое электронное устройство имеет в своем составе компонент со сленговым названием «кварц» или кварцевый генератор.
Это небольшой кристалл кварца, который напоминает музыкальный камертон. При подаче на него тока он так же начинает механически вибрировать, а на его поверхности появляется электрический заряд. Благодаря этому механические колебания сопровождаются циклическими изменениями электрического заряда.
Кварцевый генератор обладает очень важным свойством: постоянной частотой колебания, которая слабо изменяется с изменением температуры и во времени. Благодаря этому кварцевый резонатор является сердцем любой электроники, задавая частоту ее работы.
Высокочастотные кварцевые генераторы потребляют довольно много энергии, поэтому часто в современной электронике устанавливается два элемента, например, один на 16 или 32 мегагерца, а другой – для экономичного режима на 32 килогерца.
Основная проблема с кварцами в том, что стабильность вибрирования кварцевого кристалла зависит от его размеров. Кристалл также нуждается в надежной защите от внешних воздействий, для чего его помещают в массивный корпус. Для современной электроники кварцы оказываются слишком большими и просто гигантскими, по сравнению с некоторыми другими компонентами. Использование 2 или 3 кварцевых генераторов требует довольно много места на плате гаджета.
Почему только iPhone
Производители современной электроники в последние годы начали использовать новый тип генераторов опорной частоты. В них кварц заменили на кремний, благодаря чему удалось значительно уменьшить размеры генератора, изготавливая его по технологиям Micro-Electro-Mechanical-System (MEMS).
Для надежной работы такого генератора все равно нужен большой защитный корпус. У Apple из-за желания дальнейшей миниатюризации решили отказаться от корпуса, оставив генератор открытым к внешнему воздействию. Такой генератор производит компания S. I. Time, и она заявляет, что это самый доступный сегодня генератор на 32 килогерца.
Гелий, который имеет очень крошечные молекулы и поэтому имеет высокую проницаемость, проходит через корпус iPhone к генератору. Молекулы газа проникают и в сам вибрирующий элемент – этот процесс называется диффузия. Из-за этого частота вибрации несколько меняется, но пока недостаточно, чтобы смартфон перестал работать. Со временем количество молекул гелия, которые проникли в генератор, значительно возрастает, частота вибрации меняется настолько, что ее уже невозможно компенсировать, и телефон перестает работать.
