Точность до микросекунды. Как в Солнечногорске высчитывают эталон времени
Почти все жители планеты живут по часам, но мало кто задумывается, как именно определяется время. В Солнечногорском научно-исследовательском институте высчитывается точность секунды. Эталон разрабатывают для работы спутниковых систем. В дальнейшем он позволит ученым прогнозировать возникновение землетрясений.
Для человека неточность времени в несколько минут или секунд обычно не критична. Но для промышленности, телекоммуникации и цифровой экономики важна даже микросекунда. В лаборатории Солнечногорска определяют самое точное значение секунды не только в России, но и в мире. Только в сутки за точным временем в НИИ обращаются более 200 миллионов раз.
«Потому что в основе всех этих современных и перспективных систем передачи данных лежит именно эталон времени и частоты. Поэтому создание эталона имеет прямое отношение к нашей повседневной деятельности», — отметил Сергей Донченко, генеральный директор ФГУП «ВНИИФТРИ».
Здесь время — это не просто часы, к которым мы все привыкли, а большой аппаратный комплекс. Он определяет единицу времени с очень высокой точностью и формирует национальную шкалу. Над ней работает целая группа российских ученых-физиков.
Точность измерения секунды достигается путем охлаждения и замедления атомов лазерным лучом. Чем медленней они двигаются в этой сложной системе, тем точнее определяется секунда.
В лаборатории круглосуточно и круглогодично поддерживается определенная температура. Сюда нельзя даже заходить без особой надобности — любое колебание температуры может нанести вред процессу определения секунды. Здесь хранится основа национального эталона времени.
«Здесь вы находитесь в помещении, где два опытных образца рубидиевой частоты. Основная задача этих средств — это воспроизведение единиц в точном соответствии с определением секунды, которая была принята 1967 году. Здесь шкала времени передается потребителям с точностью плюс минус 10 микросекунд», — рассказал начальник отдела эксплуатации государственного первичного эталона Игорь Норец.
Российская шкала времени по точности входит в тройку лучших в мире. Теперь от нее напрямую будет зависеть и работа космических технологий. В специальной безэховой камере института сейчас испытывают оборудование для навигационных спутниковых систем «Глонасс» и GPS. Если все пройдет успешно, то прогнозировать сейсмическую активность на Земле можно будет заранее. Также разработка позволит следить за изменениями ледяного покрова Земли и уровня мирового океана.
Институту поставлена задача в ближайшее время создать стандарт частоты с еще более высокой точностью. Новые разработки будут основой для создания новой навигационной системы, основанной на гравитационных измерениях. В самом же институте уверены, что скоро их разработки по уникальности обойдут западные аналоги.