创新背景

人类使用宇宙中的星星、太阳和月亮来测量时间并协调生活。在科技不断发展的情况下，各种技术、网络和机构需要准确的计时来同步其活动，但目前的计时方法尚且存在确点。研究人员需要再次关注宇宙以进一步发展保持时间的能力。

创新过程

东京大学的研究人员设计并测试了一种同步多个设备的方法，被称为宇宙时间同步器（CTS），利用来自太空的宇宙射线的时间达成一致。

宇宙时间同步器的工作原理是围绕这些设备检测到的宇宙射线事件同步设备。这可以为遥感站甚至水下其他方法无法服务的地方带来精确的计时能力。早期的测试显示出希望，但真正的挑战可能在于采用这种新技术。

CTS 设备体积小、重量轻、成本低，并且易于与各种现有技术兼容。

准确计时在科技的发展推动中已经变得相对容易，比如原子钟。但这些是大型且昂贵的设备，很容易被破坏。研究一种改进方法来保持时间可以让计时更加方便，同时，在时间测量精进的情况下，位置测量也可以做得更好。CTS或许可以成为GPS潜在替代品的先驱，但这仍然有点远。

设备具有共享时间感至关重要的原因是，某些设备在生活的许多方面越来越重要。比如负责金融交易的计算机网络必须商定时间，以确保交易的顺序。有些传感器协同工作以观察各种物理现象，这些现象需要商定时间，以便例如确定特定读数的来源。这种传感器甚至可能成为某种灾害预警系统的一部分。

CTS的工作原理得益于来自深空的宇宙射线，这些射线撞击了大约15公里高的大气层，产生包括μ介子在内的粒子阵雨。μ介子的行进速度接近光速，几乎立即到达地面，它们可以轻松穿透水或岩石，并在行进时扩散到覆盖几平方公里的地面。在同一粒子雨下，支持CTS的独立设备可以检测到进入的μ介子，这些μ介子将具有产生它们的宇宙射线事件独有的特定特征。通过共享这些信息，CTS设备可以相互协商，并根据宇宙射线事件发生的时间同步它们的时钟。超高能宇宙射线撞击发生的频率足够高，在地球上每平方公里每小时大约一百次，CTS设备可以实时协同工作。

研究人员表示，CTS的原理是强大且比较完备的，相关技术、探测器和定时电子设备已经存在，因此可以相对较快地将想法变成现实。例如，基于卫星的时间在两极、山区或水下同步存在很多盲点，CTS可以填补这些空白。

创新关键点

基于宇宙射线的原理开发宇宙射线同步器（CTS），进一步精确时间共享，保证人类已知和所用时间与宇宙同步。