Время решает все. Как в институте метрологии производят самое точное время в стране

В Минске на Старовиленском тракте в стенах Белорусского государственного института метрологии расположено оборудование, сбой работы которого аукнулся бы всей стране в сотни миллионов рублей убытков. Речь про национальный эталон единиц времени (секунды) и частоты (герца).

Сложнейший комплекс 

Национальный эталон времени утвержден в 1995 году и стал первым из 64 национальных эталонов страны, которые действуют сегодня. Все они находятся в особых условиях. Эталон времени — в особенно надежных. Мы заходим в рабочий кабинет ученого хранителя эталона Елены Такун. Она сразу предупреждает, что сам эталон не здесь, а в кабинете, расположенном рядом: 

«Условия по поддержанию температуры в термостатированном помещении, где находится эталон, довольно жесткие. Он хранится при температуре +20 (+/—5) градусов. Причем она не должна меняться больше чем на полградуса в час. Доступ в помещение ограничен, а управление оборудованием производится дистанционно».

Что собой представляет этот комплекс? Увидеть его мы смогли только на экране, на который спроецировано видео с камеры наблюдения, установленной в помещении, где размещен эталон. Почему так? «То, что вы видите на этом большом мониторе, и есть наш эталон. Мы модернизировали его в 2018-м. Заходить внутрь помещения может только ученый хранитель эталона. Все дело в том, что любой вздох, не говоря уже о шагах, влияет на показатели приборов», — акцентирует Елена Такун. Далее специалист рассказывает, что перед нами сложнейший комплекс средств измерений, основу которого составляют восемь водородных стандартов времени и частоты. Они необходимы для передачи показателей эталона непосредственно потребителям. То есть всем, кто нуждается в точном времени. 

Правильно будет сказать, что с помощью этого оборудования ученые определяют не столько саму единицу времени, сколько единицу частоты — герц. Затем в автоматическом режиме программа высчитывает обратную от него величину — секунду. «Эта величина уникальна. Она единственная, которую мы можем ощутить физически, словить в моменте, — говорит ученый хранитель. — Точность воспроизведения секунды на несколько порядков выше точности воспроизведения других единиц физических величин. Это первая единица, значение которой передают на расстояние в режиме реального времени». 

Благодаря водородному хранителю эталонные часы стали настолько точными, что имеют погрешность всего в одну секунду более чем за 3 млн лет работы без остановки. 

Сверить часы

А знаем ли мы вообще, что такое время? Ученые отмечают, что точного ответа на этот вопрос до сих пор не знает никто. «Есть понятие «стрелы времени»: мы понимаем, что сегодняшнее событие опережает вчерашнее, — рассуждает Валерий Гуревич, директор Белорусского государственного института метрологии. — Исходя из этого возникает ощущение времени. Последние исследования показывают, что время — это наше биологическое ощущение последовательности происходящих событий».

Чтобы время в стране не шло вразнобой, 13 лет назад в Беларуси создана межотраслевая комиссия времени, частоты и определения параметров вращения Земли. «Ее создание, — уточняет Юрий Задрейко, начальник управления метрологии Госстандарта, — было обосновано урегулированием тех жизненных моментов, в которых присутствует времяисчисление». 

Кстати, не так давно Правительство обновило положение о работе этой комиссии. Среди ее задач — подготовка предложений при разработке проектов нормативных правовых актов по вопросам, связанным с порядком исчисления времени на территории нашей страны. Возглавляет комиссию заместитель председателя Государственного комитета по стандартизации Дмитрий Барташевич. В ее состав также включены представители Белорусского государственного института метрологии, Научно-практического центра гигиены, Белорусской железной дороги, Института физики, Национальной государственной телерадиокомпании, ОАО «Гипросвязь», Министерства связи и информатизации.

Почему это важно? «Время является важнейшим фактором нашей жизнедеятельности и безопасности государства, его обороноспособности, — обращает внимание Валерий Гуревич. — Это имеет огромное значение для работы транспорта, связи, медицины, других сфер. Все, что связано с измерениями времени, опирается на частоту. Она базовый фактор, который определяет единицу величины времени — секунду». 


Для того чтобы все в стране работало как часы, в первую очередь должен исправно действовать часовой механизм. Благодаря сохранности и внимательному отношению к эталону времени работников института метрологии, секунды, которые решают все, находятся под охраной, поэтому ни одна из них не будет утеряна.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ

В этом году Беларусь стала полноправным членом Метрической конвенции, созданной еще в 1875-м. В тот же год основано и Международное бюро мер и весов. Его целью было создание единой системы измерений, которая нашла бы применение во всем мире. Решили взять за основу метрическую систему, появившуюся еще во времена Французской революции и базирующуюся на метре и килограмме. С течением времени система единиц развивалась, в 1960-м она получила современное название — Международная система единиц (СИ). В ее основу положено семь основных единиц величин: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. Но в мае прошлого года мир решил жить по другим метрическим правилам. Историческая резолюция Генеральной конференции по мерам и весам утвердила новые определения для основных единиц Международной системы единиц. Все единицы теперь выражены при помощи физических констант, наблюдать которые можно в окружающем мире (например, это касается скорости света). Использование неизменяющихся, естественных эталонов для измерений обеспечит надежность и постоянство определений единиц измерения в будущем. Последний остававшийся артефакт — международный прототип килограмма — официально заменен новой реализацией в виде физического эксперимента, опирающегося на значение постоянной Планка.

isaenok@sb.by