Атомные часы где находятся в россии

Государственный эталон времени и частоты (ГЭВЧ) был утвержден Госстандартом в 2012 году, а последние пять месяцев ГЭВЧ России стал лучшим в мире. Кто и как контролирует ход времени, разбирался корреспондент «360».

Где находятся самые точные часы в мире?

Самые точные механические часы

Самые точные механические часы в мире изготовлены для ратуши Копенгагена, Дания, в декабре 1955 г. и называются «Ольсен». На их производство потребовалось более 14 тыс. деталей и 10 лет. Детали часов работают в 570 тыс. различных режимов. Например, полный круг движения полюса мира завершится лишь через 25753 лет. Таким образом, этот механизм самый медленный в мире. Погрешность его хода – 0,5 с за 300 лет, что в 50 раз точнее предыдущего рекорда.

n-t ru

Самые точные наручные или настенные часы грешат против эталонного времени в миллиарды раз. Впрочем, в быту и не нужна точность до долей микросекунды. Но она совершенно необходима в исследовании космоса, для создания систем навигации, управления воздушным движением, повышения качества теле- и радиопередач и многих других целей.

Эталон времени — особенный. Все остальные эталоны вводятся в действие периодически, для сличения с ними вторичных и рабочих эталонов. Но эталон, хранящий шкалу времени, нельзя остановить, как нельзя остановить время. Он работает всегда. Есть такой афоризм: время — очень простое понятие, пока вы не пытаетесь объяснить его кому-нибудь. С полным основанием эти слова можно отнести и к эталону времени. Меньше всего он напоминает часы, а оборудование и научные подразделения, которые обеспечивают эксплуатацию эталона, занимают большое здание. Находится оно во Всероссийском научно-исследовательском институте физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) под Москвой.

Как работают атомные часы???

Эталон времени — это сложный комплекс, в который входят цезиевые реперы (генераторы, дающие строго определенную частоту) и водородные хранители частоты, хранители шкал времени, приборы для измерения временных интервалов и другая аппаратура. Некоторые составляющие эталона уникальны, например радиооптический частотный мост, который служит для измерения частот излучения лазеров. В мире кроме России такой мост есть только в Канаде, во Франции, в США и Великобритании. Российский государственный эталон времени входит в группу лучших мировых эталонов, его относительная погрешность не превышает 5.10-14, то есть 0,00000000000005 секунды. За полмиллиона лет эталон даст погрешность в одну секунду. (О различиях атомного и астрономического времени см. “Наука и жизнь” № 11, 1976 г.).

Первый эталон единицы времени.

Для хранения точного времени и воспроизведения единицы времени применялся групповой эталон, в состав которого входило трое часов немецкой фирмы "Рифлер". Они имели электрический завод и отличались от применявшихся ранее часов большей точностью и стабильностью хода. Суточная погрешность — 1/100 секунды. Часы были заключены в герметически закрытый стеклянный колпак, откуда с помощью ручного воздушного насоса выкачивался воздух, что обеспечивало их работу в вакууме. Они применялись в качестве эталонных до 1951 г.

В 1965 г. астрономические часы фирмы "Рифлер" R 68 (Мюнхен, 1902 г.) были переданы в музей и установлены в Мемориальном служебном кабинете Д.И.Менделеева, где они находятся в рабочем состоянии по сей день.

В 1905 г. в обсерватории Главной палаты рядом с пассажным инструментом были установлены вспомогательные часы фирмы "Рифлер" в корпусе из красного дерева с маятником N 390. В музей они поступили в 1983 г., когда под руководством заведующей музеем Т.Ф.Гапеевой проводилась большая поисковая работа, связанная с созданием новой экспозиции в последней квартире Д.И.Менделеева к 150-летию со дня рождения ученого. В настоящее время часы находятся в рабочем состоянии в большом зале (б. домашний кабинет Д.И.Менделева) Метрологического музея.

Обслуживание часов осуществляет О.З.Зинатуллин — сотрудник лаборатории научной реставрации часов и музыкальных механизмов Государственного Эрмитажа.

Представьте огромный циферблат, где находится не 60, а 9192631770 делений, которые составляют всего 1 секунду. Неудивительно, что атомные часы такие точные и обладают целым рядом преимуществ: атомы не подвержены старению, не изнашиваются, а частота колебания будет всегда одинаковой для одного химического элемента, благодаря чему можно синхронно сравнивать, например, показания атомных часов далеко в космосе и на Земле, не боясь погрешностей.

Самые точные часы в мире находятся в Подмосковье

Государственный эталон времени и частоты (ГЭВЧ) был утвержден Госстандартом в 2012 году, а последние пять месяцев ГЭВЧ России стал лучшим в мире. Кто и как контролирует ход времени, разбирался корреспондент «360».

В Солнечногорском районе в поселке Менделеево за высоким массивным забором расположились здания Всероссийского института измерений. В одном из них ученые следят за временем. Во всех смыслах. Официально должность ученого так и звучит — хранитель времени. Уже полвека он следит, чтобы главные часы в стране шли точно до наносекунды.

Собственно часы расположены в соседних помещениях на этом этаже и этажом выше, а сюда приходят их сигналы — Николай Кошеляевский, начальник лаборатории № 713 Главного метрологического центра Государственной службы времени и частоты РФ.

16 сигналов от 16 часов сравнивают между собой в этой комнате. И таким образом контролируют их ход. Отставание на одну миллиардную тут же становится явным.

А вот так выглядят сами часы, водородные, высокотехнологичные — разработка российских ученых, аналогов которой в мире нет. На данный момент это самые точные часы на планете Земля.

За последние 5 месяцев мы, мы показали самые лучшие результаты по сравнению с другими эталонами, по оценке из Франции

— Сергей Донченко, генеральный директор ФГУП «ВНИИФТРИ».

Международное бюро мер и весов, расположенное в предместье Парижа — то место, куда ученые всех стран каждый день отправляют данные о времени. Американцы, немцы, сами французы и все остальные. Страны сверяются друг с другом и определяют самые точные показания.

То время, которое мы формируем здесь в лаборатории, мы передаем в систему ГЛОНАСС, а они на спутник, после чего оно распространяется

— Игорь Блинов, заместитель генерального директора ФГУП «ВНИИФТРИ».

От точности времени зависят навигация, система координат, например, вашего автомобиля. И если спортсмену на Олимпиаде важна каждая сотая секунды, спутниковой системе ГЛОНАСС нужны данные вплоть до миллиардной доли, то же самое касается сотовой связи. Рассинхрон по времени может привести к коллапсу.

Если случится с навигационными системами, то сотовая связь пропадет примерно через сутки, потому что все часы и все стандарты разбегутся, и мы не сможем связаться с потребителями

— Сергей Донченко, генеральный директор ФГУП «ВНИИФТРИ».

Именно поэтому операторы сотой связи, банки, энергетики, аэропорты, вокзалы и логистические компании сверяют свои часы с эталоном времени и звонят во Всероссийский институт и радиотехнических измерений, который расположен в Московской области. В день поступает до 150 миллионов запросов.

Атомные часы. Точность эталонных часов. Время – абстрактное понятие, с которым каждый человек имеет дело ежедневно. В России это Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений. Атомные часы. Его основали в 1875 в качестве учреждения, где хранятся эталоны единиц измерения, проводятся метрологические работы, исследования, а также обеспечивается существование единой системы измерений. Регулярно сравнивая показатели атомных часов с эталонными, специалисты бюро анализируют данные и вносят при необходимости коррективы в показания. Миниатюрные атомные часы, представленные американской компанией Symmetricon в 2011.

Как проверяют правильность показаний эталонных часов?

Интересно

Время – абстрактное понятие, с которым каждый человек имеет дело ежедневно. Но задумывался ли кто-нибудь о том, откуда берется время? Кто и как именно определяет, который сейчас час? Существует некий эталон времени, на который ориентируются во всем мире.

Что такое эталон времени?

Эталон времени – это научная единица измерения времени, которая воспроизводится первичным эталоном с максимально возможной точностью. Эталонная единица времени – секунда. Секунда и герц являются эталоном единицы времени и частоты.

Ученым пришлось преодолеть несколько сложностей, чтобы выделить наиболее точную постоянную единицу измерения. Первоначально время измеряли на основании вращения планеты вокруг оси. Однако выяснилось, что приливы, отливы могут влиять на продолжительность солнечных суток.

На следующем этапе для измерения начали использовать тропический год (от одного равноденствия до другого). Точность результатов повысилась – секунда соответствовала 1/31556925,9447 тропического года. Руководствуясь данными исследованиями, ученые изобрели маятниковые и кварцевые часы.

В дальнейшем возникла необходимость в новых способах измерения, поскольку кварцевые часы оказались точнее природного эталона. Так появился квантовый генератор, молекулярный хронометр, а для вычисления эталонной единицы в 1967 начали использовать атомный метод.

Атомные часы FOCS 1 (Швейцария)

Благодаря нему удалось максимально снизить погрешность вычисления эталонной секунды. С появлением данного метода секунда начала соответствовать 9 192 631 770 колебаний электромагнитного излучения, которое возникает в процессе перехода между 2-я уровнями сверхтонкой структуры атома цезия-133.

Интересный факт: в разных странах созданы национальные центры, занимающиеся исследованием стандартов измерений. В России это Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений.

Атомные часы

Эталонные атомные часы определяют время при помощи колебаний, связанных с процессами на молекулярном и атомном уровнях. Суть их работы в том, что атомы при определенных условиях испускают электромагнитные волны одинаковой частоты. Атом цезия-133 избран в качестве общепринятого стандарта.

Устройству отводится серьезная роль в навигации, поскольку без него невозможно было бы установить местоположение транспортных средств, ракет, а также использовать спутниковую связь. Они состоят из дискриминатора, генератора и комплекса электроники.

Для их создания подходят лишь определенные атомы – те, что не зависят от внешних воздействий, таких как поля различного происхождения (например, магнитное). Подходящими являются атомы цезия, кальция, рубидия и др. Первичным стандартом является переход атома цезия. Остальные считаются вторичными и сравниваются с цезием – эталонным.

Точность эталонных часов

Для эталонных часов разработали шкалу времени – AT. Однако и этому прибору свойственна некоторая погрешность. Поэтому используется Международное атомное время – TAI. Оно определяется при помощи сравнения показаний атомных часов, которые установлены в различных метрологических учреждениях по всему миру.

В общей сложности существует около 400 таких часов. Как раз при помощи сравнения их показателей и происходит проверка точности эталонных часов. В городе Севр (Франция) располагается Международное бюро мер и весов (МБМВ).

Его основали в 1875 в качестве учреждения, где хранятся эталоны единиц измерения, проводятся метрологические работы, исследования, а также обеспечивается существование единой системы измерений. Регулярно сравнивая показатели атомных часов с эталонными, специалисты бюро анализируют данные и вносят при необходимости коррективы в показания.

Миниатюрные атомные часы, представленные американской компанией Symmetricon в 2011

Также существует такое понятие, как всемирное координированное время – UTC. Именно по этому стандарту регулируют часы во всем мире. Он основывается на системе измерения TAI, но UTC считается более удобным в повседневной жизни. Периодически время UTC корректируется 1-2 раза в год (30 июня либо 31 декабря) путем прибавления одной секунды.

Интересный факт: координирование времени UTC происходит в соответствии со всемирным временем (UT), которое напрямую связано с вращением Земли вокруг своей оси. Так как наша планета постепенно начинает вращаться медленнее (из-за глобального потепления), то в будущем придется чаще вносить поправки в UTC.

Эталоном времени является Международное атомное время TAI. Эталонные часы хранятся в специальном Международном бюро мер и весов, которое расположено во Франции. Регулярно их показания сравнивают с несколькими сотнями других атомных часов на различных метрологических станциях. На основе полученных данных при необходимости вносятся поправки.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оптические часы могли бы с точностью до тысячных секунды высчитывать время до момента стыковки космических кораблей, им нашлось бы применение и для более "земных" целей: от навигации до беспилотных автомобилей. Своим открытием российские физики уже опередили время. Единственное, что сдерживает ученых, – габариты атомного хронометра, который весит несколько тонн. По словам изобретателей, размер устройства поменяется, так как это всего лишь вопрос времени. Напомним, что в первый раз атомные часы были изобретены в 1968 году, но тогда они были не так актуальны в применении, как сегодня. Подпишитесь и получайте новости первыми.