Постройку новых часов у нас начали в 1936 году в Центральном научно-исследовательском институте геодезии, аэросъемки и картографии в Москве. Работы были закончены в 1940 году. Заменителем маятника и сердцем новых часов служит кусочек кристалла кварца особого сорта — пьезокварца. Он может иметь разную форму — кольца, пластинки, чечевицы. В наших первых кварцевых часах это было колечко диаметром в 61 миллиметр, а толщиной в 10 миллиметров, выточенное из целого кристалла.

Пьезокварц оказался драгоценным материалом для изготовления точных радиоприборов.

Кварцевые часы или кварцевый эталон частоты.

Дело в том, что кварцевая пластинка или кольцо, подвергнутое воздействию переменного электрического тока, начинает дрожать, как туго натянутая струна; причем, если кольцу задано совершать 99 271 колебание в секунду, то оно будет их совершать с исключительно упрямым постоянством — год, два, три… и со временем постоянство или, как говорят, стабильность колебаний будет только увеличиваться.

Кварцевая пластинка совершенно не чувствительна к толчкам и сотрясениям, которых так боятся маятники механических часов. Единственное, чего не любит кварц, — это изменения температуры и давления воздуха. Поэтому кварцевое кольцо заключено в плотно закупоренный сосуд. Его обогревает электрическая печь с автоматическими регуляторами, которые поддерживают температуру в 60° выше нуля. А весь механизм одет двойной рубашкой из материалов, непроницаемых для теплоты.

В подвале Института метрологии, в Ленинграде, хранятся кварцевые часы.

Однако даже такие оранжерейные условия не обеспечивают достаточного постоянства температуры. В Харьковском институте мер и измерительных приборов решили поместить баллоны с кварцем в глубокие скважины. В Пулковской обсерватории вырыты скважины глубиной в 40 метров. На глубине в 30–40 метров температура держится с точностью до одной тысячной градуса. В таких условиях кварцевая пластинка служит прекрасно и не изменяет частоты своих колебаний.

При колебаниях кварцевой пластины колеблется и величина подведенного к ней электрического тока. Он-то и служит для измерения времени. Частота колебаний тока очень велика — около 100 тысяч раз в секунду, — а величина его, наоборот, мала; поэтому специальные приборы во много раз уменьшают частоту и усиливают ток. Этот ток обычно делает 1000 колебаний в секунду и со строго постоянной скоростью вращает электрический моторчик, который, в свою очередь, приводит в движение счетный механизм с циферблатом и стрелками, как у обычных часов.

В настоящее время кварцевые часы по своей точности более чем в десять раз превышают самые лучшие часы с маятниками.

Понятно, что кварцевые часы вытеснили маятниковые из главных хранителей секунды.

Штаб службы времени

У кварцевых и всех маятниковых часов, заключенных в подвале, есть часы-адъютанты. Это тоже точные астрономические часы, но находятся они наверху, в светлых и просторных комнатах службы времени.

В службе времени по стенам тянутся электрические провода. В первой комнате в простенке установлен аппарат, похожий на телеграфный; он точно так же постукивает, и из него вьется узкая бумажная лента. Тут же расположились приборы в серых металлических футлярах, с виду похожие на полевые радиостанции.

Обстановка напоминает штаб, и это действительно штаб, поддерживающий дисциплину в разнообразном часовом войске.

В углу около входа висят большие часы, а возле них у стены установлен щит с репродуктором, выключателями, сигнальными лампами и приборами.

Именно эти часы следят, чтобы все будильники, ходики, ручные, карманные, стенные и уличные часы, чтобы вся эта разношерстная братия соблюдала строй, держала равнение и маршировала «нога в ногу», минуту в минуту.