據New Atlas報道，太陽、月亮和恆星的運動長期以來一直被用來追蹤時間，現在東京大學的工程師們提出了一種新的方法，利用宇宙射線的粒子陣來精確追蹤時間。
對於我們大多數人來說，日常計時可能會出現幾秒鐘的偏差，而不會引起任何大的麻煩。但是在更多的科學、工業和技術場景中，納秒級的差異可能是至關重要的。保持如此精確的時間需要GPS和原子鐘的網絡，但這些系統很昂貴，而且不是在任何地方都能工作–尤其是在地下或水下。
東京大學研究人員概述的新技術旨在解決這兩個問題。他們稱之為“宇宙時間同步”（CTS），它通過追蹤天空中的宇宙射線事件而發揮作用。
宇宙射線不斷地從深空湧入，當它們到達地球時，與大氣中的粒子相互作用，將它們轉化為其他粒子“雨”。由此產生的粒子之一是μ子，它具有很高的能量，可以穿過大多數物質，因此它們可以穿透幾公里進入地球的表面和海洋。
一個CTS系統將使用μ子探測器來使一系列的時鐘極其精確地同步，即使有些時鐘在地下或水下。這個過程從大約15公里的高度開始，在那裡，宇宙射線首先與大氣層相互作用，併產生包括μ子在內的粒子“雨”。這些μ子，根據產生它們的特定宇宙射線事件，都有一個特定的特徵，可以在幾平方公里的範圍內擴散開來，在這個範圍內的任何CTS設備都可以以低於100納秒的精度與同一陣雨同步。
聽起來這種技術可能依賴於大量的機會，就像試圖同步雷擊一樣，但是研究小組說，這些宇宙射線的撞擊發生得極其頻繁，遍布整個地球–在地球的每平方公里上每小時大約發生100次。這意味着一個CTS系統網絡可以為世界大部分地區服務，包括GPS無法到達的地方。
該團隊說，這項技術還有其他優勢。CTS要比GPS便宜得多，μ子探測器每個只需100美元，而原子鐘則需要幾十萬美元。而且，由於宇宙射線不能人工生產，CTS系統在防止黑客攻擊方面應該比GPS安全得多。
“原理是強大的，而且技術、探測器和計時電子裝置已經存在。所以我們可以相對快速地實現這個想法，”該研究的主要作者Hiroyuki Tanaka說。“基於衛星的時間同步在兩極、山區或水下有許多盲點，例如，CTS可以填補這些空白和更多的空白。”
該團隊確實承認，該技術的廣泛採用可能是一個主要障礙，但它也許可以在GPS無法服務的地區開始。
這項研究發表在《科學報告》雜誌上。