В 90-х годах XX века в России широко внедрялись медицинские приборы на основе сверхпроводимости. Они позволяли с высокой точностью измерять флуктуации магнитных и электрических полей в теле человека. Сверхпроводимость достигалась охлаждением электрических проводников до температуры жидкого гелия (–259°С). Один из таких приборов – магнитометр – достался и нашей научно-исследовательской лаборатории. Мастер и команда исследовали его как прототип на предмет создания промышленного образца отечественного производства.

Магнитометр представляет собой термос размером с человека. Он многослойный – внутри прочнейшего корпуса есть вспененный слой теплозащиты, вакуумное пространство, зеркальные экраны для отражения ИК-излучений и сама колба с жидким гелием.

Жидкий гелий стоил дорого. Поэтому перед тем, как закачать его, термос в несколько итераций охлаждали жидким азотом (–196°С). И всё равно такого охлаждения было недостаточно: когда гелий заливали в термос, он сильно испарялся и бурлил еще сутки. За это время внутренняя колба термоса охлаждалась до температуры жидкого гелия, и затем наступала стадия спокойного испарения. И только тогда можно было начинать эксперименты по измерению магнитного поля.

Лаборатория провела испытания, и в целом магнитометр их устроил. Кроме одной «мелочи» – были претензии к уровнемеру – электрическому прибору, который измерял уровень жидкого гелия и работал на принципе сверхпроводимости. Основной элемент уровнемера – сверхпроводник, который находится непосредственно в колбе с жидким гелием. Его общее сопротивление зависит от того, какая часть проводника погружена в жидкий гелий, а какая часть находится в газообразном гелии.

Уровнемер, как выяснилось, имел следующие недостатки:

• Точность измерения очень низка. Причём самую низкую точность измерения уровнемер давал, когда гелия оставалось меньше 15 процентов, – ему вообще нельзя было верить, а именно в это время требовались самые точные его показания.
• Стоил уровнемер несколько тысяч долларов. Целью же было производить аналогичный прибор со значительно меньшей себестоимостью.

Как можно измерить уровень жидкого гелия другим способом?