Geisteskranke hören zuweilen Stimmen aus dem All. Computer auch. In Satelliten und Flugzeugen müssen Computerchips mit extra starken elektrischen Spannungen arbeiten, damit ihr Innenleben nicht von kosmischen Strahlen durcheinandergebracht wird, und zur Sicherheit wiederholen sie ihre Rechenoperationen. Das ist hinlänglich bekannt - doch jetzt geht der Ärger auch hier unten auf der Erde los.

Er war zu erwarten. Und wurde auch erwartet: von Forschern aus den IBM-Labors, die sich seit vielen Jahren mit den Auswirkungen kosmischer Strahlung beschäftigen. Im Jahr 1975 hatten Physiker ermittelt, daß Speicherbausteine an Bord von Satelliten durch kosmische Strahlung verwirrt werden können. Daraufhin fragten sich Wissenschaftler bei IBM, denen von Zeit zu Zeit Meldungen über rätselhafte Ausfälle hier unten auf der Erde vorgelegt wurden: Könnten die irdischen Fehler ebenfalls mit irgendeiner Strahlung zu tun haben? Dafür sprach die Tatsache, daß es sich häufig um sogenannte soft fails handelte, also Speicherfehler, die spontan und nicht etwa regelmäßig auftreten.

Die erste Fehlerquelle war bald ausfindig gemacht. Im Lötzinn und in Materialien, mit denen die Bausteine zusammengeklebt wurden, befanden sich Spuren der radioaktiven Elemente Uran und Thorium. Deren Atome sandten Alpha-Teilchen aus (die Kerne von Helium-Atomen), welche auf ihrer Reise durch die Halbleiter störende elektrische Ladungen hinterließen. Das Problem wurde gelöst, indem die Konstrukteure reineres Material verwendeten. Nur danach traten immer noch soft fails auf. Wo eine Null gespeichert sein sollte, fand sich bei Gelegenheit eine Eins, oder umgekehrt. Das war gottlob nur selten der Fall, doch damit mochten sich die IBM-Forscher nicht beruhigen, denn sie vermuteten, daß die Fehlerrate eines Tages nach oben schnellen würde.

Gegen Ende der achtziger Jahre begannen sie, mit Forschern des Flugzeugbauers Boeing zusammenzuarbeiten, die sich aus naheliegenden Gründen für Höhenstrahlung interessierten. In mehreren Labors, die sich auf unterschiedlicher Höhe über dem Meeresspiegel befanden, betrieben sie ihre Speicherchips und überwachten sie dabei. Siehe da: Die soft fails variierten mit der Höhe, also mit der Belastung durch kosmische Strahlen. Erst als die Chips in eine 200 Meter unter dem Erdboden gelegene Höhle in Kansas verbracht wurden, funktionierten sie fehlerfrei.

Aus dem Kosmos prasseln vor allem Gammastrahlen, Atomkerne und Protonen (positiv geladene Atomkernbestandteile) herab. Wenn die Protonen auf Sauerstoff- und Stickstoffatome in den oberen Atmosphärenschichten prallen, pulverisieren sie diese geradezu. Die Fragmente treffen wiederum auf weitere Atome, und ein ganzer Schauer von Partikeln ergießt sich über die Erde, auch über unsere geliebten Computer. Nach Ansicht der meisten Experten sind es vor allem energiereiche Neutronen (neutrale Atomkernteilchen), die dort Schaden anrichten. Sie zertrümmern Siliziumatome im Halbleiter, was zur Folge hat, daß elektrisch geladene Bruchstücke aller Arten durch das Material schießen, die auf ihrem Weg elektrische Ladungsträger zurücklassen - genauer: Paare von Elektronen und ihren positiven Gegenstücken, die sogenannten Löcher. Befindet sich in der Nähe dieses Vorgangs ein elektrisches Feld, dann kann es geschehen, daß die Ladungsträger, bevor sie sich wieder vereinigen, zu irgendwelchen Anschlüssen gelockt werden - und dort, wenn sie einen Schwellenwert überschreiten, als Information gelesen werden.

Mit anderen Worten: Computer empfangen Botschaften aus dem All. Leider sinnlose. Und die Menge des Datensalats nimmt zu.

Heutige Speicherchips sind schneller, weil dichter gepackt; sie schalten und walten in ihren Speicherzellen mit geringeren Ladungen als frühere Bausteine. Der deutsche Physiker Jochen Biersack, der jahrelang mit den IBM-Forschern zusammenarbeitete, beschreibt die Folge: "In Speicherchips hoher Dichte genügen Ladungen von ein paar hundert Elektronen, um eine Information darzustellen. Wenn da auf einmal durch den Einschlag kosmischer Strahlung Tausende von Elektron-Loch-Paaren entstehen, dann ist das natürlich relevant." Günter Schindlbeck, der sich bei Siemens um die Qualitätssicherung bei Halbleiterbausteinen kümmert: "Wir sind in einem Empfindlichkeitsbereich angekommen, wo wir diese Effekte nicht mehr vernachlässigen können." Und Wolfgang Heinrich, Physiker an der Universität Siegen, sagt wachsende Schwierigkeiten voraus: Schließlich werde gegenwärtig an Komponenten gearbeitet, in denen nur ein einziges Teilchen die Information codiert (Quantencomputer) - empfindlicher geht's nicht.