И тут возникла новая проблема. Ведь если на полуострове избавились от всех магнитных помех, создаваемых человеком и его производственной деятельностью (благо, эти помехи имеют небольшую площадь распространения), то поле Земли осталось.
Летописец в подземелье
Оно проникает всюду, от него негде спрятаться на нашей планете. Его вариации, изменения, мерцание, не говоря уже о магнитных бурях, неожиданно вторгаются в ход эксперимента, искажают показания чувствительных приборов, серьезно мешают вести тонкие исследования.
Поэтому на полуострове начали с того, что вырыли подземелье, надежно изолированное от внешнего мира. Сюда проникало только магнитное поле Земли. На специальном фундаменте, хорошо защищающем от сотрясений, установили магнитограф.
Это самый точный, самый чувствительный прибор, имеющийся в нашей стране, и его оберегают даже от таких колебаний почвы, которые возникают при осторожных шагах человека. В тишине и покое, в кромешной темноте (бетонные стены подземелья выкрашены в черный цвет) сосредоточенно следит прибор за событиями в призрачном магнитном мире планеты и ведет тщательную летопись: бегает по светочувствительной ленте тонкий, как игла, лучик и пишет, пишет, пишет.
А потом специалисту достаточно взглянуть на длинный бумажный свиток, чтобы узнать, как начался и развивался магнитный ураган небывалой свирепости или когда невидимые путы магнитных нитей почему-то дрогнули и ослабили свою напряженность на несколько десятитысячных долей своей обычной — и весьма небольшой! — силы...
Включается этот магнитограф издалека — из лабораторий полуострова. Это делают во время особо точных — исследований. Начинается — опыт — и мгновенно включается прибор; закончена работа — у магнитографа перерыв. А затем, в соответствии с «летописью», ученые вносят поправки в результаты своих экспериментов. И получается, что поля Земли, его влияния на приборы как будто бы и не было.
Антиполе атакует
Но на самом деле оно было! Далеко не при всех исследованиях можно точно учесть его влияние и точно рассчитать поправку. К таким исследованиям как раз и относились поиски нового эталона, которые вел научный сотрудник лаборатории Н. В. Студенцов под руководством одного из крупнейших советских магнитологов — профессора Б. М. Яновского.
Студенцов сначала принялся за расчеты. Потом долго мастерил какие-то рамы из бука, аккуратно наматывал на них специально заказанную проволоку, проверял, переделывал все заново.
Так родилась установка, которая сейчас стоит рядом с теодолитом. Рамы-катушки, когда по ним пропускают ток, создают антиполе. Оно в точности равно магнитному полю Земли, но противоположно ему по знаку. Сталкиваясь с полем, антиполе как бы нейтрализует его и вместе с тем гибнет само. Не остается ни того, ни другого. Однако и это не все.
Установка устроена так, что любые колебания земного поля вызывают изменение электрического тока в катушках, Значит, меняется и антиполе. Этими наведенными отклонениями тотчас гасятся породившие их пульсации поля земного. Как бы ни капризничало поле, его «завихрениям» в любой момент надежно противостоит антиполе и уничтожает их без следа.
До недавнего времени пространство внутри установки было, пожалуй, единственным местом на Земле, где нет никакого поля, где противоборствующие магнитные силы и их всплески всегда уравновешены.
В этом «беспольном» пространстве (оно составляет примерно полкубометра) можно было смело, не боясь никаких помех, проводить отборочные испытания среди претендентов на звание магнитного эталона.
Было поставлено множество экспериментов: ученые наблюдали за тем, как ведут себя во внешнем магнитном поле протоны (ядра водорода), содержащиеся в обыкновенной воде. Сотни раз изменялось напряжение внешнего поля — столько же раз менялась и скорость прецессии (перемещения оси вращения протонов). Все это тщательно регистрировали электронные приборы, находящиеся в другой половине немагнитного дома, в так называемой электрической комнате.
В конце концов между частотой прецессии и напряженностью магнитного поля была найдена точная числовая зависимость:
величина частоты / величина напряженности = 26 750,6
Это и был магнитный эталон — несколько непривычный, но зато неизменяемый, неуничтожаемый, существующий в самой природе.
Пользоваться им легко: нужно поместить ампулу с дистиллированной водой в любое магнитное поле, измерить с помощью электронного прибора частоту прецессии протонов и разделить получившуюся величину на 26 750,6. Получится значение напряженности магнитного поля...
Новый эталон не нужно беречь, хранить, как это приходилось делать с эталонными катушками. Он позволил увеличить точность измерений магнитных величин в сотни раз.
Наконец, им могут пользоваться в лабораториях других институтов и даже на производстве. Метрологи, найдя этот эталон, сами лишили себя общепризнанного монопольного права делать измерения наивысшей точности. Теперь наивысшая точность — достояние всех.
Что ж, метрологи этому только рады!..
