Con la invención del reloj atómico, se hizo posible medir el tiempo de manera más precisa e independiente de los movimientos de la Tierra. El primero se construyó en el Willard Frank Libby, de EE. UU., en 1949, basándose el fenómeno de resonancia magnética molecular y atómica, de Isidor Isaac Rabi, Premio Nobel de Física.

Los relojes atómicos están diseñados para medir la longitud exacta de un segundo, la unidad base del cronometraje moderno. El Sistema Internacional de Unidades (SI) define el segundo como el tiempo que tarda en oscilar de manera exacta un átomo de cesio-133 en un estado definido: 9 mil millones, 192 millones, 631 mil, 770 veces.

El principio del reloj atómico no se basa en la física nuclear sino en la física atómica. En 1972 se hace oficial la nueva escala de tiempo: el Tiempo Atómico Internacional o TAI, lo que significa que por vez primera la unidad de tiempo, el segundo, no está ligada a un fenómeno astronómico.

La navegación, la aviación y el transporte actuales se rigen por el Tiempo Atómico.

El GPS (Global Position System) requiere la precisión y estabilidad de los relojes atómicos para localizar posiciones en la Tierra.

Desde el 31 de diciembre de 2016, el TAI esta exactamente 37 segundos por delante de UTC: 10 segundos de diferencia inicial al comienzo de 1972, más 27 segundos de adelanto del UTC desde 1972. El TAI forma parte del Tiempo Universal Coordinado o UTC, que proporciona las señales horarias que ponen en punto los relojes.

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