Рухи Сонця, Місяця і зірок вже давно використовуються для відстеження часу, але нещодавно інженери з Токійського університету запропонували новий спосіб, заснований на потоках частинок космічних променів.
Для більшості з нас щоденний хронометраж може відставати на кілька секунд, не викликаючи серйозних драм. Але в більш наукових, промислових і технологічних сценаріях відмінності в масштабі наносекунд можуть мати вирішальне значення. Точне визначення часу вимагає мережі GPS і атомного годинника, але ці системи дороги і не працюють скрізь - особливо під землею або під водою.
Нова технологія, описана дослідниками U Tokyo, призначена для вирішення обох проблем. Вчені назвали її космічною синхронізацією часу (CTS), і вона працює, відстежуючи космічні промені в небі.
Вплив променів з космосу
Космічні промені постійно приходять з глибокого космосу, і коли вони досягають Землі, то взаємодіють з частинками в атмосфері, перетворюючи їх на потік інших частинок. Однією з частинок є мюони, що володіють високою енергією, що дозволяє їм проходити крізь більшу частину матерії, тому вони проникають на кілька кілометрів углиб поверхні Землі і океанів.
Система CTS буде використовувати детектори мюонів для надзвичайно точної синхронізації набору годин, навіть якщо деякі з них будуть перебувати під землею або під водою. Процес починається на висоті близько 15 км, де космічні промені вперше взаємодіють з атмосферою і виробляють потік частинок, у тому числі мюонів. Ці мюони, кожен з яких має певну сигнатуру, засновану на конкретній події космічних променів, яка їх породила, можуть поширюватися на площі в кілька квадратних кілометрів, і будь-які пристрої CTS в цьому діапазоні можуть бути синхронізовані з одним і тим же потоком з допуском менше 100 наносекунд.
Схема пристрою CTS
Може здатися, що цей метод заснований на великій кількості випадковостей (все одно, що намагатися синхронізувати удари блискавки), але команда каже, що ці зіткнення космічних променів з атмосферою відбуваються надзвичайно часто по всій планеті - близько 100 разів на годину на кожен квадратний кілометр. Це означає, що мережа систем CTS може обслуговувати більшу частину світу, включаючи місця, недоступні для GPS.
Команда запевняє, що є й інші переваги. CTS набагато дешевше, ніж GPS: детектори мюонів коштують всього 100 доларів США кожен, замість сотень тисяч для атомного годинника. А оскільки комічні промені неможливо створити штучно, системи CTS повинні бути набагато більш захищені від злому, ніж GPS.