宇宙射线可以帮助保持世界时钟同步

　　由撞击地球大气层的粒子引起的介子簇射可用于同步时钟，甚至是在地下深处。
　　世界上有一个强大、准确的计时系统来调节我们的时钟。人类将它用于我们所有的一切，从我们的金融系统到卫星导航、计算机和电话网络以及 GPS。但是当前的系统并不完美，并且存在网络攻击和破坏性的漏洞。鉴于准确计时对我们社会的重要性，这是21 世纪生活的基本基础，专家们一直在寻找改进系统和增加冗余的方法。东京大学的研究人员朝着这个方向迈出了一大步，开发了一种新的时间同步方法，就是利用宇宙射线来校准世界时钟。
　　原子钟
　　计时有两大挑战。首先是在很长一段时间内保持时钟准确。几个世纪以来，从古老的水钟到 19 世纪的机械钟摆驱动的落地钟，人类在这方面的进步越来越大。现代钟表主要使用石英晶体的有节奏振动来工作，尽管即使这些也无法与原子钟的准确性相匹配，原子钟利用改变电子围绕原子的轨道所需的能量在整个原子上是一致的这一事实来保持时间。最新和最伟大的原子钟每千万年只损失大约一秒。
　　但第二个，可以说是计时方面更困难的挑战，是确保世界各地的多个时钟彼此一致。轨道卫星上的时钟，例如我们用于 GPS 的时钟，需要定期从地面原子钟校准以同步工作（并且，还必须考虑时间膨胀，因为地球引力的关系，时间在轨道上与在地面的是不相同的，这得感谢爱因斯坦！）东京大学的 田中 教授希望用一种新方法来改进这个同步问题。
　　宇宙时间系统 (CTS) 原型是一种小巧轻便的设备，可以通过测量来自宇宙射线的 μ 子粒子与类似设备同步。
　　田中称这种方法为 CTS，代表宇宙时间系统，它依赖于检测宇宙射线与地球大气层碰撞留下的粒子的传感器。宇宙射线在大约 15 公里的高度被散射，产生了一阵粒子雨，其中一些粒子到达了地面，包括以接近光速运行的 μ 子。多个位置的 CTS 设备可以检测到这些 μ 子并使用它们相互同步。每个μ子簇射都有自己独特的特征，使 CTS 设备能够识别单个事件并根据该事件相互同步。
　　μ子穿透岩石和水，这意味着这些设备可以在建筑物内、潜艇和地下火车隧道中工作。＂基于卫星的时间同步在两极、山区或水下有很多盲点，＂田中说，＂而 CTS 可以填补这些空白，甚至更多。＂
　　而且由于这些是自然产生的信号，它们不会像人工 GPS 信号那样会受到干扰或黑客攻击。
　　田中认为，CTS 可以彻底改变计时工作的方式，或许也可以改变导航方式。＂如今，准确计时相对容易。例如，原子钟已经这样准确运行了几十年，＂田中说。＂然而，这些设备又大又贵，很容易被破坏。这是我一直在努力改进以保持时间的原因之一。另一个是，与时间测量有关，位置测量也可以做得更好。所以说，CTS 是 GPS 潜在替代品的先驱，但距离实用我们还有更远的路要走。＂