Лента новостей

Предложить новость

Хранители времени и мер

Кто отвечает за метры, секунды и килограммы
Рубрика: общество

21.10.2011 07:42

Фотографии Валерия Титиевского

Над кабинетом Александра Толстикова висят самые точные часы в Новосибирске. И даже больше — во всем регионе. В любой момент он может определить эпоху события, вплоть до самых маленьких долей секунды. Толстиков занимается «хранением времени». Он — один из тех людей, кто обеспечивает единство измерений во всем мире. Без него и его коллег часы в городах быстро бы разошлись, а килограмм и другие физические величины в разных частях света были бы разными. Корреспондент Сиб.фм увидел, где хранят эталоны в Новосибирске.

На последнем этаже старого здания института метрологии громко шумят кондиционеры. Измерение времени требует чистого воздуха, пониженного давления и стабильной температуры 20 градусов Цельсия.

Сама машина времени представляет собой огромный металлический шкаф. Внутри в электрическом поле колеблются атомы водорода — ученые определили: по ним точнее всего считать секунды. Современный «маятник» своими глазами увидеть невозможно, но специальное оборудование учитывает каждое его движение. И таких «атомных» часов здесь несколько. Их показания сверяют сначала друг с другом, а потом и с показаниями подобных устройств в самых разных частях мира: часы по всему свету не должны расходиться, а время не имеет права «убежать» или замедлиться.

Попасть в комнату с водородными стандартами частоты могут лишь избранные. Любое внешнее воздействие влияет на ход часов. К измерениям времени государство относится очень серьезно. Время не остановишь, и часы останавливаться не должны. На случай аварии здесь предусмотрена система- дублер: два кондиционера и два питающих фидера. Если из строя выходят оба кабеля — включается источник бесперебойного питания, который два часа автономно дает напряжение на весь эталон. И, наконец, если электричества не будет дольше, в здании есть дизельгенератор. Он будет питать систему до тех пор, пока не кончится солярка.


В 1842 году по указу Николая I основано первое метрологическое учреждение России — Депо образцовых мер и весов. В 1892-м его возглавил Менделеев

В измерениях времени человечество добилось максимально возможной точности среди всех существующих величин. Нестабильность составляет лишь 10-16 секунды.

- Если ваши часы могут «убежать» на секунду в неделю, и считается, что это — хорошие часы, то у нас они на секунду убегут за несколько миллионов лет, — говорит «хранитель времени», начальник отдела государственной службы времени и частоты Александр Толстиков.

За ходом времени в соседней комнате постоянно следят несколько операторов. Каждые пять минут они отслеживают изменения параметров в заветном боксе с водородными стандартами частоты. Если «атомные часы» вдруг начинают барахлить, сразу же устанавливается причина: не связано ли это, например, с повышением температуры. Здесь же принимают сигналы точного времени со спутников и служб времени в других городах: Москве, Хабаровске, Петропавловске-Камчатском.


Метрическая конвенция была подписана в 1875 году в Париже 17-ю странами, в том числе Россией. Сегодня в нее входит 51 государство

В институте метрологии есть и специальный сервер, позволяющий людям по всему миру подводить свои часы через интернет.

- Если, конечно, вас устраивает погрешность в миллисекунду, — уточняет Александр Сергеевич.

Человек столь быстрый миг вряд ли заметит, а вот для навигационного оборудования и пикосекунда — критична. ГЛОНАСС и другие системы — основные потребители точных измерений времени. Координаты объектов навигационные системы рассчитывают по времени движения сигнала от передатчика на спутниках до приемника. И лишь одна пикосекунда дает погрешность в определении координат сразу на 30 сантиметров.

В этой точности ученые института метрологии добились определенного успеха. Координаты центра антенны, расположенной на крыше нового корпуса СНИИМа, определяются с допуском всего в 3 мм в горизонтальной плоскости и 5 мм по высоте. Это как точно попасть в десятикопеечную монету.


Эталонный набор стоит более 50000 рублей

В подвале старого корпуса института метрологии хранится эталон-копия государственного эталона килограмма: цилиндр из стали диаметром и высотой в 55 мм. Нас предупреждают: простуженным людям в это помещение лучше не входить. Дело в том, что эталонные наборы включают в себя и гири весом в миллиграмм — по виду они тоньше иголки.

Достаточно чихнуть или закашляться — и попробуй отыщи их на полу. А еще эталоны ни в коем случае нельзя трогать руками. Жирные отпечатки прибавят веса — их потом придется долго оттирать спиртом, а от теплоты рук нагреется металл, изменятся его свойства.

Удивительно, но за более чем 100 лет ученые так и не придумали, как выразить массу через что-то другое. Эталонным килограммом до сих пор считают вес платиново-иридиевого цилиндра, созданного еще в 1889 году. Он помещен под три герметичных колпака в Международном бюро мер и весов. Тогда было изготовлено более 80 копий этого эталона и передано разным государствам, в том числе и России.

Государственный эталон российского килограмма хранится в Санкт-Петербурге. Новосибирск получил свою стальную копию под номером 8 в 1956 году. Вместе с историческими швейцарскими весами, изготовленными еще в позапрошлом столетии, в разработке которых, как гласит легенда, участвовал сам Дмитрий Иванович Менделеев. В хранилище — будто в историческом музее. Что ни вещь — то с большой историей. Да и сама технология сличения гирь ничем не отличается от той, что использовали еще в девятнадцатом веке.

На чашки столетних весов устанавливают эталон и поверяемый образец. Затем комната закрывается и выдерживается так две недели. Это называется «пассивным термостатированием».


Эталон килограмма, который хранится в Международном бюро мер и весов в Севре

И только тогда проводится измерение: на шкалу смотрят через глазок из соседней комнаты, куда от весов тянутся массивные рукава управления. Затем с помощью «механических рук» гири меняют местами и снова смотрят, как изменились показания на шкале. Довешивается рейтер, определяется цена деления, а также погрешность измерений.

Но столь продолжительна процедура, только когда необходимо обеспечить сверхвысокую точность. Сличение с рабочим эталоном средств измерения более низкого класса проводится проще. За 54 года работы в руках хранителя Клавдии Федоровны Дрожжиной, кажется, побывали гири со всех концов Сибири.

Об этой женщине ходят легенды. Рассказывают, как она, легко держа в руках двадцатикилограммовую гирю, однажды предложила студенту взвесить ее. Но молодые руки дали осечку и эталон чуть было не свалился на пол.

Ещё одна история связана с изготовлением государственного эталона для Монголии, которое было поручено новосибирскому институту метрологии. Гиря эталона подгоняется под нужный вес стиранием о бархотную тряпочку. После каждой процедуры «протирки» — взвешивание. Процесс порой затягивается на несколько месяцев. И вот сотрудник так устал от этой монотонной работы, что натер лишнего — гиря ушла из нужного диапазона точности и была безвозвратно испорчена.


Тысячу лет назад длину мерили локтями. Русский локоть был самым большим — 54,7 см, у египтян — 45 см, у греков — 46,3 см, у римлян — 44,4 см

То, что всё в этом мире относительно, в институте метрологии знают не понаслышке. Из-за разных факторов, которые постоянно влияют на измерения, любая величина определённая, например, у нас и за океаном, будет похожей, но не одинаковой. И стороны могли бы все время спорить, чей килограмм килограммистей.

Мировая метрическая система, по сути, держится на договоре: среднее значение принимают за истинное. Как когда-то договорились считать килограммом кусок платинового сплава. Раз в несколько лет государственные эталоны с разных концов света проходят процедуру сличения друг с другом. Для этого формируют специальный эталонный комплект, с которым все страны-участницы по очереди сравнивают свои эталоны. Затем результаты измерений сводят в общую таблицу. Тот, у кого разница со средней величиной будет минимальной, имеет больший вес в любых метрологических спорах.

Сотрудники института метрологии совсем недавно сличали госэталон единицы волнового сопротивления в коаксиальных волноводах и получили результаты на уровне лидеров — США и Англии. Теперь ждут результаты по единице относительной диэлектрической проницаемости. Сама работа хранителей заключается не только в проведении сличений и измерений. Их задача еще и постоянно совершенствовать эталон, увеличивать точность измерений. И этот процесс вечен.

Комментарии

Лента новостей

Статьи по теме

Image
11.10.2018
Здоровый драйвер роста

В Новосибирской области создадут кластер электронных высокотехнологичных медицинских изделий...

Image
25.09.2018
Широкие горизонты «Академгородка 2.0»

Как учёные трёх ведущих институтов объединили усилия для создания прорывных научных проектов...

Image
02.08.2018
Призы за здоровое питание

Постоянная покупательница сети «Пятёрочка» из Новосибирска стала обладательницей автомобиля...

Image
01.08.2018
Ставим амбициозные задачи

Кандидат в губернаторы Новосибирской области встретился со своими доверенными лицами...

Image
31.07.2018
Футбольные страсти и никакой пропаганды

О футбольной лихорадке, поисках русской водки и впечатлениях иностранцев от ЧМ...

Image
30.07.2018
Стать киприотом

К чему готовиться тем, кто задумал обосноваться на Кипре и получить заветный паспорт...

Популярное

Image

Мать выбросила на улицу эмбрион после выкидыша в Омске

Image

Жалкая пародия VS оригинал: творческий кризис парикмахера довёл сибирячку д...

Image

Раненую собаку достали из ямы на пустыре новосибирские спасатели

Image

Опасный гололёд: МЧС выпустило предупреждение для водителей в НСО

Image

История блудного «цыганёнка» из Омска потрясла россиян

Image

«Переобуйтесь» и будьте особо бдительны: ГИБДД предупредило новосибирцев о ...

Image

Снега не будет: синоптики рассказали о погоде на ближайшие месяцы в Сибири

Image

Новый скорый поезд соединит Новосибирск и Абакан

Image

Четыре мертвеца на улицах области шокировали омичей

Image

Жителей Новосибирской области предупредили о нашествии медведей

Image

Скандально известная новосибирская школа лишилась забора

Image

С мылом и верёвкой пришла новосибирская пенсионерка к министру

Image

Необычная скульптура появилась на новосибирской набережной