در گذشته یک ثانیه به عنوان 86400/1 از روز خورشیدی تعریف می شد؛ اما وجود بی نظمی ها در روند چرخشی زمین باعث شد تا تعریف ثانیه نیز تغییر کند.

در دهه 1930، یک دانشمند برنده نوبل روشی را ابدعا کرد که با آن می توان ثانیه را به صورت دقیق تری اندازه گرفت. بر اساس این روش هنگامی که ذرات زیراتمی در معرض فرکانس خاصی از تشعشع قرار گیرند، الکترون هایی که به صورت معمول در مدار اتم قرار دارند، یک پرش انجام می دهند. اندازه گیری حرکت این الکترون در میان دو حالت آن می تواند روش دقیقی برای اندازه گیری زمان در اختیار ما قرار دهد. ساعت های ساخته شده با این روش "ساعت های اتمی" نام دارند.

اندازه گیری زمان به صورت بسیار دقیق می تواند به ما اجازه دهد تا از تجهیزاتی همانند ابزار ارتباطی و موقعیت یاب، که نیاز به دقتی بسیار بالا دارند، به صورتی بهینه استفاده کنیم.

گروهی از محققان به تازگی ساعتی ساخته اند که می تواند با دقتی بیشتر از ساعت های اتمی زمان را ثبت کند.

"ساعت های نوری" به دلیل استفاده از مبنایی کوچک تر برای زمان، آن را با دقت بیشتری دنبال می کنند و احتمال خطای آن ها نیز بسیار کمتر است.

این ساعت در حال حاضر در آزمایشگاه قرار دارد و ساخت آن در تعداد بیشتر بسیار دشوار است. بر اساس بررسی های انجام شده، دقت ساعت نوری 100 برابر ساعت اتمی است.