Эталоны. Сафронова К.В. - 16 стр.

         Шкалы ТА и UT постепенно и постоянно расходятся. Чтобы максимально устранить последствия
этого, введена шкала координированного времени UTC. Секунда UTC равна секунде ТА, а начало счета мо-
жет меняться ровно на 1 секунду с первого числа каждого месяца (предпочтительно 1 января или 1 июня) в 0
часов по шкале UT2 с тем, чтобы расхождения между UTC и UT2 не превышали бы 0,9 секунды. Практиче-
ски поправка вводится раз в год - 1 января.
         Шкала UTC (точнее, ее национальная версия UTC-SU) также поддерживается эталоном времени и
частоты России.
         Именно шкала UTC-SU используется для передачи сигналов времени через радио- и телевизионные
каналы.
         Постепенно точность «горизонтальных» цезиевых реперов перестала удовлетворять требованиям
науки и техники. Выход был найден в разработке нового репера, получившего полуофициальное название
"фонтан". В нем атомы цезия движутся вертикально со скоростями порядка единиц сантиметров в секунду
(применяется так называемое лазерное охлаждение). При таких скоростях уже можно пренебрегать эффек-
том Допплера и рядом других мешающих факторов. В результате можно ожидать значений относительной
погрешности порядка 1·10-16.
         Главным недостатком нового репера является очень большая стоимость, от 500000 до миллиона
долларов. На сегодня работают три «фонтана»: французский, американский и германский. На очереди чет-
вертый - российский.
        Комплекс аппаратуры Государственного первичного эталона хранится и применяется во ВНИИФ-
ТРИ, где он размещен в пяти термостатных комнатах и четырех аппаратных залах. Аппаратура размещена
на специальных фундаментах, развязанных от корпуса здания, и экранирована от внешних магнитных полей
Температура в термостатных комнатах в течение года изменяется не более чем на 4°С, в течение суток - не
более 0,2°С. Влажность колеблется в пределах 70±10%.

      5.3 Государственный первичный эталон единицы длины

        Каким длительным и сложным бывает путь к новому определению основных единиц и к их практи-
ческой реализации, наглядно свидетельствует история создания современного первичного государственного
эталона длины - метра.
        В 1791 г. Национальное собрание Франции постановило принять за основную единицу длины
1/10000000 часть четверти земного меридиана. В 1799 г. на основе геодезических измерений Парижского
меридиана и его соответствующей части был изготовлен вещественный образец (прототип) метра в соответ-
ствии с его определением. Этот образец, изготовленный в виде платиновой концевой меры и получивший
название "архивного метра" прослужил в качестве единственного эталона метра почти 90 лет. К 1889 г. Ме-
ждународное бюро мер и весов, изготовило из платиноиридиевого сплава 34 копии архивного метра, одна из
которых (№ 6 — наиболее близкая к архивному метру) была принята 1-й ГКМВ (1889 г.) в качестве между-
народного прототипа метра, а остальные копии переданы странам, подписавшим метрическую конвенцию.
        Две такие копии (№28 и №11) получила Россия, из них копия №28 явилась первым Государственным
эталоном метра в нашей стране, утвержденным в 1918 г., и просуществовавшим в этом ранге вплоть до 1968
г., когда в качестве государственного первичного был утвержден новый эталон метра, соответствующий но-
вому "световому" определению единицы длины. Размер новой единицы (1 650 763,73 длин волн оранжевой
линии криптона-86) соответствовал размеру прежнего международного прототипа метра.
        В основе Государственного первичного эталона метра, как и в основе определения этой единицы,
были заложены два фундаментальнейших свойства материи:
        1) атомное "происхождение" оптического излучения, имеющего квантово-механический характер и
        2) явление интерференции электромагнитных волн.
        В 1983 г. ХVII Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое определение метра: "Метр
– длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299792458 доли секунды". Новый эталон метра опирается
на эталон единиц времени и частоты.
        Создание единого эталона единиц времени-частоты-длины является значительным шагом в исполь-
зовании современной физики в метрологии, в осуществлении программы перехода на естественные эталоны,
основанные на фундаментальных физических константах. Преодолеть технические трудности, стоящие на
пути создания единого эталона, стало возможным лишь после разработки систем, использующих фундамен-
тальные достижения квантовой механики. Возможность создания единого эталона, т. е. возможность
воспроизведения в одном физическом процессе - распространении плоской электромагнитной волны в
вакууме - двух единиц физических величин - единиц времени и длины, базируется на фундаментальной

                                                                                                     16