Центральная профсоюзная газета16+
НИИ времени: 17 мгновений после запятой

Как подмосковные ученые разбирают время на атомы

В России, как известно, девять часовых поясов, а значит, население девяти условных зон подстраивает свою жизнь под разное время. Каждое из мерил, впрочем, пляшет от одного — московского — эталона времени. «Профсоюзный журнал» выяснил, что этот эталон поддерживают 1200 ученых и технических сотрудников российского «НИИ времени», работающих в неприметном подмосковном поселке Менделеево. И, естественно, решил сверить с ними часы.


«Пип. Пип. Пип. Пиииип!» — у многих поколений россиян эти звуки вызывали и вызывают однозначную ассоциацию с голосом «типичного» советского диктора: «Передаем сигнал точного времени!» Сигнал передавался торжественно, гордо, часы по нему сверяла вся страна. За генсеком минута в минуту заезжала машина, ученый — хранитель эталона сверял будильник с программой «Время» и утром вовремя приезжал на работу на автобусе. И если времена меняются, то само время — нет. Ученый-хранитель давно вышел на пенсию, но его преемник до сих пор приезжает в институт, где это самое время «производят». Президенты сменили генсеков, но и они сверяют часы с самым точным хронометром в России, одним из пяти точнейших в мире. Неслучайно НИИ, расположенный в ближайшем Подмосковье, в народе называют «Институтом времени».

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ НА МЕСТНОСТИ

Дорога на маршрутке от Москвы займет около полутора часов, после поворота у стелы на 41-м километре Ленинградского шоссе до остановки — пять минут, от остановки пройдите направо триста метров — и вы на месте. Примерно так объясняют дорогу ко ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ВНИИФТРИ) навигационные интернет-сервисы.

Любая техника, как военная, так и гражданская, в своем функционировании опирается на некоторое количество параметров по нескольким видам измерений. Если «начинка» прибора выдает неточность, то ракета летит не туда и не вовремя, подлодка теряется во льдах, а чиновники потом теряются в объяснениях. Говоря совсем уж прямо, ВНИИФТРИ — это та самая печка, от которой пляшут отечественная промышленность, «оборонка», космические программы, набившая оскомину тема о спутниках ГЛОНАСС, и так далее. В институте говорят, что ГЛОНАСС действительно является реальным конкурентом зарубежным аналогам, первый и самый известный из которых — программа GPS. Можно также вспомнить, что шум вокруг ГЛОНАСС связан прежде всего с проблемами ракет-носителей, которые доставляют спутники на орбиту.

Но вернемся на землю. Мы подъехали к институту в обеденное время, раньше назначенного, и наблюдали, как через проходную входят и выходят сотрудники НИИ. В центре площади перед проходной установлена стела с часами, показывающими точное московское время. Очень порадовало, что мои наручные часы идут «в ногу». Многие сотрудники выходили, чтобы пообедать в недавно отремонтированной столовой, купить овощи, фрукты или молоко с фермы, привезенное к проходной по заключенному по инициативе профкома договору.

Первое, что увидишь внутри проходной, — это профсоюзный стенд, который висит на стене напротив входной двери. На нем — информация о соревнованиях футбольной команды коллектива, рекомендации о том, где можно отдохнуть осенью, полосы институтской газеты «Эталон времени» и другая информация профкома.

Справа от входа — большой экран, этакая модернизированная доска объявлений. Глядя на сменяющие друг друга слайды, можно узнать об оказываемых метрологических услугах, о приеме в аспирантуру, о значимых событиях в институте и о многом другом.

Тут же, пока ждем встречи с предпрофкома, избавляемся от необходимости задавать некоторые вопросы — по-прежнему просто разглядывая объявления. Вот ВНИИФТРИ требуются специалисты — например, два молодых (это указано отдельно) радиоинженера, зарплата от 40 тысяч рублей в месяц. Самая большая зарплата предлагается (уже не «молодому») ведущему инженеру — 60 тысяч. Самая низкооплачиваемая вакансия — уборщица с окладом в 16,5 тысячи рублей. Средняя зарплата по Московской области, по последним оценкам, составляет 38,5 тысячи, но предлагаемую сумму получит не всякая уборщица и в самой Москве.

СПРАВКА

ВНИИФТРИ был создан в 1955 году по распоряжению Совета Министров СССР. Однако о его создании власти задумывались еще в 1930-х годах. Военное время показало, что развитие оборонно-промышленного комплекса невозможно без метрологической базы. В первую очередь это касается радиолокационных систем, систем связи, испытаний различных систем как для авиации, так и для флота. Кроме того, без точных измерений невозможно реализовать ни одну космическую программу: теоретические расчеты должны основываться на реально существующих и действующих эталонах, на точных пространственных, временных, гравитационных и прочих измерениях.

Также нужно понимать, что наряду, например, с атомной энергетикой услугами метрологов пользуются и вполне, казалось бы, «банальные» отрасли промышленности. Без налаженной системы стандартизации невозможен ни качественный прокат стали, ни изготовление тканей, имеющих различные свойства (растяжимость, теплопроводность и т.д.). Геодезия, картография, санитарные и экологические службы, химия и фармацевтика тоже нуждаются в точных измерениях, которыми они пользуются.

УСТАМИ ГЛАВНОГО

От изучения объявлений нас отрывает председатель профкома. Людмила Бондарева подошла вместе со своим заместителем Николаем Денисовым и пресс-секретарем НИИ Евгенией Овчаровой. Николай Николаевич ничуть не похож на профсоюзного активиста — скорее на типичного ученого из советских фильмов 50-х годов. Когда я ему об этом говорю, он скромно, но обрадованно как бы фильтрует смех через свою «ученую» бородку: «Да я и есть ученый, физик-метролог».

На территорию института попасть совсем не просто, для гостей нужен специальный пропуск с разрешением руководства, а бдительная охрана не пускает на территорию с электроникой — ее следует оставить в камере хранения, и идти можно только в сопровождении кого-либо из сотрудников. Все серьезно! Вот с этим ощущением серьезности и ответственности мы отправились на встречу с главным научным сотрудником ВНИИФТРИ Михаилом Балахановым.

Михаил Валентинович, кандидат физико-математических наук, действительный член Метрологической академии, заслуженный работник ВНИИФТРИ, пришел сюда почти пятьдесят лет назад еще студентом. Он прочитал нам целую лекцию по метрологии, разложив по полочкам сложнейший материал.

— Наш институт — один из семи метрологических институтов страны, но по значению и по величине — один из первых. Мы и ВНИИМ им. Д.И. Менделеева в Санкт-Петербурге — два крупнейших института, которые ведут практически всю эталонную базу страны. Всего в России ведется 164 эталона, у нас почти третья часть — 51 государственный первичный эталон. Первичный эталон — это то, подо что выстраивается вся поверочная схема. То есть в основании пирамиды располагаются рабочие средства измерений, которые позволяют получать информацию с определенной погрешностью, — начал объяснять Михаил Балаханов. — Они поверяются по эталону самого низшего, третьего разряда в иерархии эталонов. Эталон третьего разряда — по эталону второго и т.д. до государственного первичного эталона. Вот так строится иерархия эталонов, по уменьшению погрешности.

При этом государственный первичный эталон — это не просто «вот столько и столько примем за норму». Это целый комплекс аппаратуры, воспроизводящий, хранящий и передающий эталонируемую величину, который имеет подтвержденные на международном уровне точностные характеристики и позволяет от этой нормы не отклоняться. А обеспечивающую точность измерений аппаратуру во ВНИИФТРИ стараются производить сами.

Одно из наиболее важных направлений, которое отражено в названии института, — это радиотехнические и электромагнитные измерения. ВНИИФТРИ ведет разработки по обеспечению единства измерений электрических и магнитных величин, диэлектрических свойств материалов, радиоэлектронных и акустооптических измерений и измерений в лазерной оптоэлектронике. Не менее  обширна область физико-технических измерений. Кроме того, институт, как головная организация Росстандарта, занимается совершенствованием и развитием эталонной базы в интересах атомной энергетики и ядерного оружейного комплекса.

— Поскольку институт занимается уникальными разработками и высокоточными измерениями, переоснащение и закупка нового оборудования происходят регулярно, — говорит главный научный сотрудник НИИ. — Но существенно то, что в основном мы сами разрабатываем уникальное эталонное оборудование и можем по заказу потребителя поставлять высокоточную технику. Например, вторичные рабочие эталоны для региональных центров стандартизации и метрологии, для метрологических служб предприятий и ведомств.

Самый известный эталон ВНИИФТРИ — это, как уже говорилось, эталон времени и частоты. Он, как выяснилось, нужен очень многим областям применения человеческого труда: навигация, телекоммуникация, «оборонка», геодезия, транспорт, финансовые операции — время нужно всем.

— Другое дело, что если для поездов хорошо, когда погрешность составляет десятки секунд, то для запуска космических аппаратов, извините, нужна точность существенно большая, — поясняет Михаил Валентинович. — И наш эталон времени воспроизводит секунду с относительной неисключенной систематической погрешностью всего в 5 единиц 16-го знака после запятой.

СПРАВКА

ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ВНИИФТРИ) — флагман среди национальных метрологических институтов России, важнейшее звено в управлении национальной системой обеспечения единства измерений и развития метрологии; входит в систему Росстандарта. ВНИИФТРИ является Главным метрологическим центром Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли, а также головной организацией Росстандарта в сфере метрологического обеспечения измерений, причем измерений не каких-нибудь, а в области обороны и безопасности государства.

С 2011 года руководит ВНИИФТРИ Сергей Донченко. Он родился в 1964 году, в 1986-м окончил Военный инженерный Краснознаменный институт им. А.Ф. Можайского по специальности «радиотехнические системы комплексов». Доктор технических наук, профессор, действительный член российской Метрологической академии. Работал на руководящих должностях в ГНИИИ Министерства обороны РФ и в Институте прикладной астрономии РАН.

ФОНТАН ВРЕМЕНИ

Михаил Валентинович рассказал нам о самом эталоне времени. Помните, в школе на уроках физики проводили эксперимент, когда целлулоидный шарик поддерживался в «подвешенном» состоянии в воздушной либо в водяной струе? Шарик мог крутиться, вертеться, был весьма подвижен. Условно эта конструкция называется фонтаном. Свой «фонтан» заключен и внутри сложного прибора — цезиевого репера частоты, с которым раз в несколько дней ученые сверяют точность показаний группы хранителей времени — водородных мазеров. Только вместо струи воды — в эталоне лучи лазера, а вместо целлулоидного шарика — атомы цезия.

Чтобы обеспечить стабильность атомов цезия (чтобы «шарик» как можно меньше двигался), на них с четырех сторон оказывается давление лучами лазера. Чем меньше тепловые колебания атомов цезия, тем точнее будут получаемые данные о текущем времени.

На мой вопрос, возможно ли добиться того, чтобы атомы перестали колебаться вовсе и тепловое движение почти «исчезло», Михаил Валентинович ответил, что такого не бывает. То есть предел совершенству все-таки имеется.

— Михаил Валентинович, сейчас в соцсетях говорят о том, что времени на самом деле не существует, что это искусственное понятие, всего лишь описывающее скорость перемещения в пространстве. Тем более что за его эталон принимаются тоже довольно условные вещи... Так есть на самом деле время или нет? — спрашиваю я главного научного сотрудника НИИ.

— Конечно, есть! — отвечает Михаил Валентинович.

Но чтобы ответить на этот и многие другие вопросы, в «Институт времени» постоянно приходят новые сотрудники. Так, только за предыдущие два года сюда на работу приняли около 130 человек, примерно сотня из которых — молодежь до 30 лет.

— Да, у нас есть свободные вакансии, но речи о нехватке кадров не идет, — уточняет Михаил Валентинович. — Сейчас мы скорее не просто набираем, а отбираем новых сотрудников, ищем наиболее способных и интересующихся наукой. Подбор начинается со студенчества: мы читаем лекции в МИФИ, Бауманке и других вузах. Со следующего семестра возобновляем чтение курса на Физтехе. Смотрим, как ребята реагируют, как усваивает материал. Так что мы отбираем действительно способных ребят. Есть и такие, которые уезжали за рубеж, а потом вернулись, и вернулись именно к нам.

Но даже самые способные не застрахованы от насущных жилищно-коммунальных проблем. Если раньше практически весь жилищный фонд поселка Менделеево составляли квадратные метры для сотрудников ВНИИФТРИ и их семей, то сейчас ситуация совсем иная: всего 10% жителей поселка — сотрудники института. Профком и администрация института помогают молодым специалистам в решении жилищной проблемы, оплачивая аренду жилья.

— У нас уже больше десяти лет зарплата выдается вовремя. Какие были пожелания сотрудников — мы всё включили в колдоговор. С нынешним директором (профессором Сергеем Донченко. — П.О.) проблем в данном вопросе нет, — рассказывает предпрофкома Людмила Бондарева. — Предыдущий директор вообще не хотел подписывать колдоговор. Были проблемы у нас до конца 2010 года. Даже прошла конференция по утверждению колдоговора, но тот директор в течение двух месяцев его не подписывал.

Если говорить о соотношении работников института и членов профсоюзной организации, то первых почти 1200 человек, а вторых, членов профсоюза, — всего 370.

Сейчас, говорит Людмила Бондарева, профком уделяет много времени разработке и заключению колдоговора. Но это не единственное направление работы. Колдоговор, аттестация рабочих мест, забота о досуге и отдыхе сотрудников (это и экскурсии по интересным местам Подмосковья, и участие в турнире по мини-футболу, и путевки на санаторно-курортное лечение для сотрудников и их детей), организация праздничной лотереи и конкурсов среди сотрудников, чествование ветеранов, юбиляров, заслуженных работников, организация новогодних праздников для детей сотрудников и многое другое — вот над чем работает профком. По многочисленным просьбам сотрудников организована торговая площадка рядом с институтом.

— И самое главное — контроль над выполнением колдоговора, — добавляет Людмила Васильевна. — Мы проверяем его выполняемость постоянно. Есть у нас и специальная комиссия по колдоговору — мы работаем слаженно: и профком, и комиссия. При этом в комиссии у нас одна половина — представители профкома, а другая — от администрации института.

Есть во ВНИИФТРИ «вредные» работы. Надбавки и льготы занятым на них сотрудникам — дополнительный отпуск, получение молока и спецпитания — прописаны в коллективном договоре, и условия эти соблюдаются.

СПРАВКА

Во ВНИИФТРИ занимаются не только поддержанием и совершенствованием эталона точного времени. На данный момент в поле деятельности института находится 51 первичный государственный эталон и более 200 вторичных и рабочих эталонов. Вместе с тем эталонная база постоянно развивается, только за 2014 год были утверждены три новых первичных эталона. Это эталон единицы массовой концентрации кислорода и водорода в жидких средах, эталон твердости по шкалам Мартенса и специальный эталон единицы мощности поглощенной дозы интенсивного фотонного, электронного и бета-излучения для радиационных технологий.

Проще говоря, в круг задач института входит измерение не только времени, частоты и больших длин, но и измерения радиотехнических, магнитных и электрических величин, гидроакустические и гидрофизические измерения, измерения параметров ионизирующих излучений и радиоактивности, электрохимические измерения, измерения твердости металлов и многие другие.

ВРЕМЯ  ЖИВЕТ

— Вам было бы обидно побывать во ВНИИФТРИ и не посмотреть на сам эталон времени, — предложил посмотреть его Михаил Валентинович.

Объект под условным названием «Сигнал» находится за основной территорией ВНИИФТРИ. Там, за двойными воротами, под пристальным наблюдением охраны стоит самое обычное здание. Внутри — такие же обычные помещения, а в помещениях — те самые приборы, о назначении которых без лекции Михаила Балаханова ни в жизнь не догадаешься. Если только, конечно, собственную лекцию прямо на месте вам не прочитает начальник отдела эксплуатации «Сигнала» Игорь Норец.

Этот человек, кажется, вообще не то чтобы отдельная история, а — песня. Король времени в джинсах и свитере. Если не король — то распорядитель или, если угодно, эксплуататор, по названию своей должности. Судя по внешнему виду, Игорь Борисович мог окончить школу в конце 1980-х. А потом, соответственно, уйти в науку, что по тем временам никаких барышей не сулило. И вот теперь он с увлечением (но и с толком, чувством и даже расстановкой) рассказывает нам о том, как руководит временем. Вернее, не столько руководит, сколько поддерживает его течение, конечно.

— Вот эта часть аппаратуры — это формирователь рабочей шкалы времени. Он формирует физический сигнал нашей расчетной национальной шкалы времени с точностью до одной наносекунды. И его выходные сигналы используются в качестве опорных сигналов для средств контроля работы специализированных передающих радиостанций, — говорил Игорь Норец, пока я пытался переварить мысль о том, что я только что жал его руку. Схожие ощущения были, пожалуй, только при встрече с космонавтом Сергеем Крикалевым.

Наконец мы увидели тот самый «фонтан», принцип действия которого был описан выше и по которому калибруют сверхточные атомные часы. «Хозяйка фонтана», как ее отрекомендовал Игорь Борисович, Ольга, взялась рассказать о своем хозяйстве:

— «Фонтан» находится в эксплуатации с 2011 года, он воспроизводит размер секунды. Секунда в 1967 году была определена через атом цезия: в его атоме есть два энергетических уровня, и вот эта вся система как раз воспроизводит переход с одного уровня на другой...

Ольга рассказывала еще минут пять, а на вопрос о ее должности ответила:

— Инженер. Ах, да: младший научный сотрудник, — и по интонации было похоже, что она еще не привыкла к повышению.

И, к слову, о повышении. Сейчас ВНИИФТРИ, по словам Михаила Балаханова, ведет разработку системы, которая позволит определять время с точностью уже не до шестнадцати, а до семнадцати знаков после запятой. Стало быть, время на месте не стоит.

Материал опубликован в "Профсоюзном журнале" № 6, 2015

Автор материала:
Павел Осипов
E-mail: p-osipov@solidarnost.org

Новости Партнеров

Центральная профсоюзная газета «Солидарность» © 1990 - 2020 г.
Полное или частичное использование материалов с этого сайта, возможно только с письменного согласия редакции, и с обязательной ссылкой на оригинал.
Рег. свидетельство газеты: ПИ № 77-1164 от 23.11.1999г.
Подписные индексы: Каталог «Пресса России» - 50143, каталог «Почта России» - П3806.
Рег. свидетельство сайта: ЭЛ № ФС77-70260 от 10.07.2017г. Выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)
Политика конфиденциальности