Olika tekniker, nätverk och institutioner drar nytta av eller kräver exakt tidtagning för att synkronisera sina aktiviteter. Nuvarande sätt att synkronisera tid har vissa nackdelar som en ny föreslagen metod försöker åtgärda. Den kosmiska tidssynkronisatorn fungerar genom att synkronisera enheter kring kosmiska strålar som upptäcks av dessa enheter. Detta kan ge exakta tidtagningsförmåga till fjärranalysstationer, eller till och med under vattnet, platser som andra metoder inte kan tjäna. Tidiga tester visar lovande, men den verkliga utmaningen kan ligga i antagandet av denna nya teknik.

Mänskligheten är intimt förbunden med idén om tid. Historiskt sett använde vi själva kosmos – stjärnor, solen och månen – för att mäta tid och samordna våra aktiviteter. Det är därför passande att forskare blickar ut mot kosmos igen för att ytterligare utveckla vår förmåga att hålla tiden. Professor Hiroyuki Tanaka från Muographix vid University of Tokyo utarbetade och testade ett sätt att synkronisera flera enheter, så de kommer överens om tiden som använder kosmiska strålar från rymden. Lämpligtvis kallas det kosmisk tidssynkronisering (CTS).

"Det är relativt lätt att hålla tiden exakt nuförtiden. Till exempel har atomklockor gjort detta i årtionden nu", säger Tanaka. "Det här är dock stora och dyra apparater som är väldigt lätta att störa. Det är en anledning till att jag har arbetat på ett förbättrat sätt att hålla tiden. Den andra är att, relaterat till tidsmätning, även positionsmätning skulle kunna göras bättre. Så egentligen är CTS en föregångare till en potentiell ersättning för GPS, men det är fortfarande lite längre fram."

Anledningen till att det är avgörande för enheter att ha en delad tidsuppfattning är att vissa enheter blir allt viktigare i många aspekter av livet. Datanätverk som ansvarar för finansiella transaktioner måste komma överens om tid så att transaktionsordningen kan säkerställas. Det finns sensorer som arbetar unisont för att observera olika fysiska fenomen som behöver komma överens om tiden så att till exempel ursprunget till en viss avläsning kan fastställas. Sådana sensorer kan till och med vara en del av något slags katastrofvarningssystem.

CTS fungerar tack vare kosmiska strålar från rymden som träffar atmosfären cirka 15 kilometer upp och skapar regnskurar av partiklar inklusive myoner. Myonerna färdas nära ljusets hastighet och når marken nästan omedelbart, de kan lätt penetrera vatten eller sten och spridas ut när de reser för att täcka några kvadratkilometer mark. Oberoende CTS-aktiverade enheter under samma partikeldusch kan upptäcka de inkommande myonerna, som kommer att ha en specifik signatur som är unik för den kosmiska strålhändelsen som genererade dem. Genom att dela denna information kan CTS-enheter konferera med varandra och synkronisera sina klockor efter när den kosmiska strålhändelsen ägde rum. Den kosmiska strålningen med ultrahög energi inträffar tillräckligt ofta, ungefär hundra gånger i timmen över varje kvadratkilometer av jorden, för att CTS-enheter ska fungera tillsammans i realtid.

"Principen är robust, och tekniken, detektorerna och tidtagningselektroniken finns redan. Så vi kunde implementera den här idén relativt snabbt", säger Tanaka. "Satellitbaserad tidssynkronisering har så många döda fläckar vid polerna, i bergsområden eller under vattnet, till exempel, och CTS skulle kunna fylla dessa luckor och mer. Problemet, som med all ny teknik, är ett problem. Thomas Edison tände upp Manhattan börjar med en enda glödlampa. Vi kanske borde ta det tillvägagångssättet, börja med ett stadskvarter, sedan ett distrikt, och så småningom kommer vi att synkronisera hela Tokyo och därefter."

Studien visas i Scientific Reports . + Utforska vidare

Den första av sitt slag sensor för kosmisk strålning observerar framgångsrikt tsunamivågor