Как сообщает naked-science.ru/, всемирная сеть детекторов космических частиц позволит синхронизировать часы с огромной точностью, а в перспективе может стать альтернативной системой глобальной навигации.

Современная экономика и технологии требуют сверхточного измерения времени, и атомные часы позволяют отсчитывать его с нужным разрешением. Такие установки работают, в том числе, и на спутниках, однако их сигналу требуется определенное время для того, чтобы в виде радиоволны или по оптоволокну добраться до получателя. Это вызывает неизбежное расхождение даже у тех часов, которые полагаются на данные одних и тех же источников.

Профессор Университета Токио Хироюки Танака (Hiroyuki Tanaka) предложил несложный метод, позволяющий синхронизировать часы в глобальных масштабах. Свою идею «космической синхронизации времени» (Cosmic Time Synchronization, CTS) он описал в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports. Космос здесь упоминается неспроста: подобно древнейшим способам отсчета времени – по Солнцу и звездам – CTS полагается на происходящее в небе.

Дело в том, что Землю постоянно бомбардируют потоки высокоэнергетических частиц из космоса. Поверхности планеты они почти не достигают, сталкиваясь с частицами атмосферы. Эти соударения происходят на высоте в десятки километров, порождая целые ливни вторичных частиц, включая мюоны. Мюоны нестабильны и долго не существуют, однако обладают высокой проникающей способностью, успевая пройти сквозь впечатляющие толщи вещества, прежде чем распасться. Ежесекундно через наше тело пролетают сотни тысяч мюонов, а детекторы замечают их даже глубоко под землей.


Общая схема-описание концепции CTS / ©Hiroyuki Tanaka

В результате каждый ливень вторичных частиц в атмосфере можно зарегистрировать во многих точках на поверхности планеты, инструментами, установленными на земле и под землей, разнесенными друг на расстояния в десятки километров. При этом каждый из таких ливней случаен и уникален, и определив параметры попавших на детекторы частиц, можно связать их с тем или иным конкретным событием. Именно на эти принципы и опирается предложенная профессором Танакой технология CTS.

По его мысли, датчики мюонов можно размещать в зданиях и на транспорте, на суше и в море. Фиксируя потоки частиц, они смогут обмениваться данными о недавних ливнях частиц в атмосфере. Это позволит постоянно корректировать показания часов, опираясь на время регистрации таких событий.

«Принцип надежен, а технологии, включая детекторы и электронику, уже существуют. Так что мы могли бы воплотить эту идею сравнительно быстро, – добавляет японский ученый. – Эдисон начинал с одной лампочки на Манхэттене. Возможно, нам стоит заимствовать этот подход, начав (с синхронизации часов – ред.) в одном квартале, потом – во всем Токио и так далее».

Исследователи утверждают, что можно создать часы точнее атомных и что это будет иметь огромное значение для будущего.

Кроме того, профессор Танака указывает, что технология CTS способна стать альтернативой спутниковым системам глобальной навигации. Если массив датчиков мюонов охватит всю планету, то каждое возникновение ливней частиц в атмосфере можно будет локализовать с высокой точностью. Опираясь на эти данные, остается лишь триангулировать положение детектора. В отличие от GPS или ГЛОНАСС, такая система сможет работать даже в зданиях и под землей.