Несколько десятков лет назад узнать точное время было не так-то и просто. Существовали телефонные службы точного времени (наверное, и сейчас существуют), также передавали время и различные радиостанции. Кто-то голосом, т. е. о времени говорил диктор, кто-то звуковыми сигналами.
Именно так решила поступить и радиостанция CBC Radio One, которая начала транслировать сигналы точного времени 9 октября 1939 года. За прошедшее время этой услугой воспользовались миллионы канадцев — как на работе, так и дома. Но ничто не вечно, и сейчас радиостанция решила прекратить работу службы. Причём из-за того, что станция начала вещать в цифровом формате. Почему так случилось и насколько точны интернет-сервисы точного времени — под катом.
Что случилось со станцией?
На днях CBC Radio One и NRC назвали точность причиной остановки 84-летнего ритуала. CBC сообщил своим репортёрам, что теперь CBC можно услышать по спутниковым и интернет-соединениям, а не только по обычному эфирному радио. Но из-за цифровизации трансляция передаётся с задержками, актуально это и для сигнала точного времени. Соответственно, люди слышат его с задержками и часто путаются, думая, что сигнал соответствует текущему времени. Представитель радиостанции признал любовь канадцев к ежедневному ритуалу, но заявил, что «больше не может гарантировать, что объявление времени будет точным».
Проблемы возникли в 2014 году — тогда впервые сигнал стал запаздывать примерно на секунду. В 2018 году состоялся переход на HD-радио, что вызвало появление временного лага трансляции вплоть до 9 секунд.
Стоит отметить, что «сигнал времени» появился в Канаде одним из первых, чуть позже стали вводить аналогичные передачи у себя и другие страны и радиостанции. Изначально сигнал времени передавался по КВ-каналу CHU, объявляя время, которое указывали маятниковые часы в студии. Вот одна из трёх вышек, которые передают сигнал до сих пор.
Часы были весьма точными, поскольку сотрудники радиостанции внимательно следили за их ходом.
Служба точного времени была очень востребованной в удалённых регионах и за пределами страны — станцию слушали, например, научные экспедиции, военные и т. п. Сначала уведомление состояло из тире и точек, т. е. сигналов азбуки Морзе. Но потом появились и голосовые уведомления дикторов, а затем и «цифра». О популярности сигнала может говорить хотя бы тот факт, что этот звук стал звуком радара Альянса повстанцев в «Звёздных войнах», а именно в «Империя наносит ответный удар».
Сигнал не умер, он живой
Кстати, сам сигнал ещё можно послушать, но не по канадскому радио, а по КВ-каналу CHU, который принадлежит Службе времени Канады. Вот, кстати, штаб-квартира этой службы.
Сейчас в штаб-квартире почти никто не бывает, лишь изредка здание навещает обслуживающий персонал, проверяя, чтобы всё оборудование работало должным образом.
После того как сигнал перестал транслироваться CBC Radio One, многие слушатели стали писать по поводу того, что для них значила служба точного времени. Кто-то планировал свой день и рассчитывал на сигнал в качестве индикатора того, что всё идёт по плану. Кто-то приучил собаку получать еду исключительно в момент звука сигнала. Ну а кто-то просто чувствовал себя хорошо и спокойно, услышав его, понимая, что всё в порядке, всё хорошо.
Хорошо, а что насчёт точности современных сервисов?
Большинство получает информацию о времени от атомных часов — с наиболее точными хронометрами в мире. В таких системах используются лазеры для измерения колебаний атомов постоянной частоты. Лучшие атомные часы в мире отсчитывают время с такой точностью, что, если бы они шли с момента зарождения Вселенной, сегодня отклонились бы только на полсекунды.
«Сердце часов — это система обратной связи, поддерживающая частоту генератора в резонансе с атомами. Можно сказать и по-другому: частота генератора стабильна на коротких промежутках времени (меньше секунды), но может плавать на длинных. А атомный резонанс стабилен всегда, но бесполезен на коротких промежутках: одно измерение резонансной частоты занимает около секунды. Поэтому вместе генератор и атомы дополняют друг друга, позволяя сохранять стабильную частоту в течение любого времени», — говорится в одной из работ специалистов по атомным часам.
Для повышения точности учёные решили использовать запутанность атомов. Физики из Массачусетского технологического института утверждают, что если атомы запутаны, то отдельные их колебания будут соответствовать общей частоте с меньшим отклонением, чем в случае отсутствия запутанности.
Реализуется это путём охлаждения атомов с последующим их захватом в оптическом резонаторе при помощи двух зеркал. После этого через резонатор пропускается лазерный луч, отражающийся от зеркальных поверхностей. Соответственно, этот луч несколько раз взаимодействовал с захваченными атомами, за счёт чего достигалась квантовая запутанность атомов. Затем используется ещё один лазерный импульс для измерения их средней частоты.
Такие часы примерно в четыре раза более точные, чем обычные атомные. Такая точность обычному обывателю не нужна, но учёным и инженерам необходима для решения целого ряда задач.
Ещё учёным с инженерами всегда приятно слышать «тёплый, ламповый» сигнал радиослужб точного времени.