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宇宙超高能射線的危害

圖文 更新时间:2024-08-09 08:18:43

宇宙超高能射線的危害? 由撞擊地球大氣層的粒子引起的介子簇射可用于同步時鐘,甚至是在地下深處,我來為大家講解一下關于宇宙超高能射線的危害?跟着小編一起來看一看吧!

宇宙超高能射線的危害(宇宙射線可以幫助保持世界時鐘同步)1

宇宙超高能射線的危害

由撞擊地球大氣層的粒子引起的介子簇射可用于同步時鐘,甚至是在地下深處。

世界上有一個強大、準确的計時系統來調節我們的時鐘。人類将它用于我們所有的一切,從我們的金融系統到衛星導航、計算機和電話網絡以及 GPS。但是當前的系統并不完美,并且存在網絡攻擊和破壞性的漏洞。鑒于準确計時對我們社會的重要性,這是21 世紀生活的基本基礎,專家們一直在尋找改進系統和增加冗餘的方法。東京大學的研究人員朝着這個方向邁出了一大步,開發了一種新的時間同步方法,就是利用宇宙射線來校準世界時鐘。

原子鐘

計時有兩大挑戰。首先是在很長一段時間内保持時鐘準确。幾個世紀以來,從古老的水鐘到 19 世紀的機械鐘擺驅動的落地鐘,人類在這方面的進步越來越大。現代鐘表主要使用石英晶體的有節奏振動來工作,盡管即使這些也無法與原子鐘的準确性相匹配,原子鐘利用改變電子圍繞原子的軌道所需的能量在整個原子上是一緻的這一事實來保持時間。最新和最偉大的原子鐘每千萬年隻損失大約一秒。

但第二個,可以說是計時方面更困難的挑戰,是确保世界各地的多個時鐘彼此一緻。軌道衛星上的時鐘,例如我們用于 GPS 的時鐘,需要定期從地面原子鐘校準以同步工作(并且,還必須考慮時間膨脹,因為地球引力的關系,時間在軌道上與在地面的是不相同的,這得感謝愛因斯坦!)東京大學的 田中教授希望用一種新方法來改進這個同步問題。

宇宙時間系統 (CTS) 原型是一種小巧輕便的設備,可以通過測量來自宇宙射線的 μ 子粒子與類似設備同步。

田中稱這種方法為 CTS,代表宇宙時間系統,它依賴于檢測宇宙射線與地球大氣層碰撞留下的粒子的傳感器。宇宙射線在大約 15 公裡的高度被散射,産生了一陣粒子雨,其中一些粒子到達了地面,包括以接近光速運行的 μ 子。多個位置的 CTS 設備可以檢測到這些 μ 子并使用它們相互同步。每個μ子簇射都有自己獨特的特征,使 CTS 設備能夠識别單個事件并根據該事件相互同步。

μ子穿透岩石和水,這意味着這些設備可以在建築物内、潛艇和地下火車隧道中工作。“基于衛星的時間同步在兩極、山區或水下有很多盲點,”田中說,“而 CTS 可以填補這些空白,甚至更多。”

而且由于這些是自然産生的信号,它們不會像人工 GPS 信号那樣會受到幹擾或黑客攻擊。

田中認為,CTS 可以徹底改變計時工作的方式,或許也可以改變導航方式。“如今,準确計時相對容易。例如,原子鐘已經這樣準确運行了幾十年,”田中說。“然而,這些設備又大又貴,很容易被破壞。這是我一直在努力改進以保持時間的原因之一。另一個是,與時間測量有關,位置測量也可以做得更好。所以說,CTS 是 GPS 潛在替代品的先驅,但距離實用我們還有更遠的路要走。”

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