大多数钟表人们用来确定时间准确至每月10或15秒内。花式的机械手表（如劳力士）将被更多 - 每天一两秒钟。科学家需要更精确和准确的东西，因为他们测量的现象通常只有数十亿秒。
那就是那里原子钟进来。第一个准确的版本建于1955年。原子钟通过测量原子改变能量状态的振荡来保留时间。每个元素都有一个特征性的频率或一组频率，并且由于原子“击败”了数十亿次，此类时钟非常精确。在美国国家标准技术研究院，“官方”第二是9,192,631,770个周期剖宫产原子。 （一只手表中的石英以每秒32,000次的振荡，比剖子原子慢290,000倍。）
科学家在稳定性和精度方面谈论原子钟。对于原子时钟，精度是它如何测量原子的振动。通过比较两个时钟，科学家可以测量阅读该频率的不确定性 - 一个时钟的精确度。稳定性是时钟的滴答在给定的时间内有所不同。例如，平均有100,000个壁虱，您将获得一个可以在时钟保留的时间进行测量的数字。当科学家说一个时钟是如此准确，以至于它将在数百万年内获得或损失第二秒时，通常是指精确。当他们谈到准确性时，科学家通常指的是时钟与给定标准参考的匹配程度，因此从这个意义上讲，最准确的时钟始终是他们将标准设置为第二个的时钟。 [保留时间：为什么要60秒？这是给出的
NIST时间与频司负责人汤姆·奥布莱恩（Tom O'Brian）指出了几种类型的原子钟：用于确定标准第二的一种是基于剖宫产原子，但其他类型使用锶，铝或汞。有些使用氢。为了获得更好的精度，最新的原子钟超级冷，它们中的原子消除了环境热的任何扰动。
O'Brian说，电信行业是原子钟的最大买家，它部署了它们以同步光纤开关和手机塔。 GPS系统中还使用原子时钟来准确测量信号的时机并报告相对于卫星的位置。
这是有史以来最准确的时钟，但奥布莱恩（O'Brian）指出，这项技术一直在改善，科学家们正在尝试更加精确的时间测量。
1。nist f2
该时钟与其前身NIST F1一起首次提出，有助于确定全世界科学家使用的第二个标准。 NIST F2还可以在正式的时间内同步电信，甚至在金融市场上进行交易。时钟使用一组六个激光来冷却原子（其中约1000万），而另一对激光器将原子轻轻地向上抬高，将原子向上向上移动，并在一个充满微波辐射的腔室内。 NIST用来定义第二个原子的辐射的频率。它的准确性部分是因为它在寒冷的316华氏度下运行（减193摄氏度）；寒冷的条件有助于屏蔽剖宫产，从而免受流浪热，从而改变原子振荡的测量。这个时钟大约每3亿年就会获得或损失一秒钟。 [改变世界的十大发明这是给出的
2。东京大学/瑞肯大学
由Hidetoshi Katori领导的团队建造，这是一个光学晶格原子钟。它使用锶的原子被困在激光束之间，冷却至负292 F（负180 C）。光学晶格时钟测量被困原子的集合的振荡，因此平均可能出现任何错误。它的不确定性在2月9日在《自然光子学》杂志上报道，为7.2 x 10^-18，每44亿年约一秒钟；研究人员说，他们能够运行两个相同类型的时钟，以将其降至2.0 x 10^-18，或每160亿年大约一秒钟。
3。
尼斯特（Nist）和吉拉（Jila）是博尔德（Boulder）科罗拉多大学的联合研究所，建造了宁晶石时钟，每50亿年的精度达到1秒钟。该团队由物理学家Jun Ye领导，于2014年发布了他们的作品，并通过像另一个这样的时钟将他们的时钟与另一个人进行了仔细检查。奥布莱恩（O'Brian）说，NIST计划进行另一个时钟实验，以进一步推动这一进一步的实验，以超过Katori团队在日本建立的时钟的稳定性。时钟是通过与激光捕获斑块形空间的斜纹原子的作用。调谐到一定频率的红色激光灯使得原子在能量水平之间跳跃，这些跳动是“ tick” - 每秒约430万亿美元。
4。铝量子逻辑时钟
NIST不仅使用锶和剖腹产的原子。 2010年，NIST建立了一个原子时钟，该原子时钟使用铝原子，精度为每37亿年。该一种使用一个铝制的铝原子，该原子被困在一个带有单个铍原子的磁场中。激光将两个原子冷却至绝对零。另一个激光调整为使铝变化状态的频率。但是铝的状态很难准确测量，因此铝耦合到铍原子。这与量子计算设置中使用的过程类似。
5。短时同步机械时钟
原子钟获得了所有的荣耀，但奥布莱恩说，在他们出现之前，科学家仍然必须使用机械时钟 - 有些是非常准确的。 1921年发明的短钟是观测值的标准科学仪器，直到原子钟更换为止。时钟实际上是一个双重系统，由一个由电线连接的真空水箱中的一个摆组成。次级时钟将每30秒发送一次电脉冲向主要的时钟，以确保两者保持同步，并且真空中的摆在镍和铁合金中，以减少任何热膨胀，从而改变摆锤的长度，从而改变其摇摆。时钟是如此准确，以至于可以使用钟摆来测量太阳和月亮的重力效应，正是这种仪器显示地球的旋转实际上并不统一。 1980年代在美国海军天文台进行的测试表明，该时钟在大约12年内的准确性为1秒。
