Upphovsman:CC0 Public Domain
När ryska kärnkraftsinspektörer reste till USA i början av 2000 -talet, de fick inte direkt undersöka klassificerade kärnvapenkomponenter, Professor Alex Glaser sa. Istället, inspektörerna visades en strålningsdetektors gröna ljus som en bekräftelse på att komponenterna var verkliga.
Ryssarna var inte övertygade, Glaser sa, noterar att en sa att det enda testet visade var att amerikanerna hade en grön lysdiod med batterianslutning.
Detaljer om kärnvapen är fortfarande bland världens mest skyddade hemligheter. En expert som demonterar ett vapen, eller ens bevittna dess förstörelse, kan lära sig mycket om stridsspetsen. Å andra sidan, utan att undersöka vapnet, Det är svårt att övertyga inspektörerna om att ett riktigt vapen förstördes. Detta har länge ansetts vara ett problem för nedrustning - hur kan länder övertyga andra om att ett kärnvapen är borta utan att avslöja detaljer om dess arsenal?
"Med en garderob full av elektronik och väggar av betong emellan, för ryssarna, den amerikanska enheten hade ingen som helst mening, "sa Glaser, docent i maskin- och rymdteknik och internationella frågor vid Princeton University. "Om du äger vapnet, du bygger maskinen, och du kontrollerar inspektionsmiljön, du kan designa en maskin som alltid ger dig grönt ljus när du vill. "
Trots många försök, forskare har ännu inte konstruerat en pålitlig verifieringsanordning för användning vid kärnvapennedrustning. Men som Glaser och Moritz Kütt, en tidigare postdoktoral forskningsassistent vid Princeton, rapporterade i oktober i PLOS One , en osannolik teknik kan vara nyckeln till att lösa detta decennier gamla problem:vintageelektronik, specifikt, enkla 6502 mikroprocessorer från 1970 -talet. Det är samma chip som används i tidiga hemmamaskiner och arkadmaskiner som körde spel som Pac-Man.
"När det gäller datorkraft, det här är allt du behöver, "Kütt sa." Eftersom processorn är så primitiv, forskare kan bokstavligen kontrollera varje transistor i kretsen, vilket kan hjälpa till att bekräfta att chipet är äkta. "
Runt 14, 000 kärnvapen finns i nio länder idag, ner från en topp på cirka 60, 000 vapen i slutet av 1980 -talet. Om ytterligare minskningar ska uppnås, förhandlare kommer sannolikt att behöva verktyg för att verifiera att USA och Ryssland minskar sina lager som utlovat. Dessa två länder står för 90% av världens kärnvapen, med över 6, 000 stridsspetsar var, och är ovilliga att ta varandras ord. Demontering av pensionerade vapen kan därför kräva verifiering - men hur man gör detta är en oerhört svår utmaning.
Från och med 1990 -talet, forskare försökte lösa detta problem genom att skapa betrodda mätsystem som fungerar som informationshinder. Sådana anordningar måste uppfylla två nyckelkrav:de måste förhindra att sekretessbelagd information läcker ut, och de får inte innehålla några dolda switchar som ger falska avläsningar. "Se det som ett spel mellan två parter, "Sa Kütt." Du kan bara inte vara säker på att den andra sidan inte har hittat ett sätt att besegra ditt system, särskilt när de resurser som varje part kan ägna åt uppgiften är i huvudsak obegränsade. "
Tidiga prototyper var enormt komplicerade, vilket gör det svårt att verifiera enheten och dess resultat. Förenkling verkade vägen framåt. Men möjliga lösningar - som ett nyligen brittiskt/norskt förslag - har blivit offer för komplexitet.
"Någon kommer att lägga till en klocka och en visselpipa här eller där, och det blir en enhet som, Vid slutet av dagen, ingen förstår verkligen helt, "Sa Glaser. Detta förstärks bara ytterligare av invecklingen av samtida elektronik.
Glaser-en vintage-videospelsamlare som undervisar i en praktisk klass på Princeton om kärnvapennedrustning-insåg att 6502 mikroprocessorer som kör hans favoritarkademaskiner kan erbjuda en lösning. "Vi har arbetat med dessa marker i 40 år, så vi känner dem in och ut, "sa han." De är så enkla att det i princip skulle vara omöjligt att bygga i en bakdörr. "
Han och Kütt kopplade ihop en enkel strålningsdetektor med ett 6502 mikrochip och programmerade enheten för att bekräfta att ett föremåls strålningssignatur matchar ett förväntat resultat genom att visa grönt ljus. Deras prototypsystem upptäckte exakt subtila förändringar i gammastrålningssignaturer från standardkällor som simulerar stridsspetsar. Alla forskares design är öppen källkod och kostar cirka $ 250. 6502 -mikrochipet är bara ett möjligt exempel, Glaser sa; han och Kütt valde det för att det är extremt enkelt och vanligt, men andra tidiga processorer kan också vara kandidater.
Kütt och Glasers arbete har praktiskt värde, enligt David Wehe, professor i kärnteknik och radiologiska vetenskaper vid University of Michigan, som inte var inblandad i forskningen.
"Informationshinder är absolut nödvändiga om vi någonsin hoppas kunna starta meningsfulla förhandlingar om kärnvapennedrustning, "Wehe sa." Forskare är sällan i framkant under dessa diskussioner, så fördragsförhandlare måste ha de här tekniska pilarna i sina koggar. "
Tills vidare, Glaser och Kütt ser sin enhet som ett enkelt proof-of-concept, men en som de hoppas startar ett bredare samtal i det internationella samfundet.
"Vi har lagt något på bordet och kan nu säga, "Om du verkligen vill ha något enkelt, här är ett riktmärke, '"Sa Glaser."' Kan du göra det ännu enklare, eller kan du besegra det? '"