Η μέτρηση του χρόνου απαιτεί έναν σταθερό ρυθμό και για χιλιετίες αυτόν τον ρυθμό έδιναν η περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της, η περιφορά της γύρω από τον Ηλιο, η περιφορά της Σελήνης γύρω από τη Γη. Στην πορεία του χρόνου και όσο αναπτυσσόταν η επιστήμη, αναζητήθηκαν πιο ακριβείς ρυθμοί, όπως αυτός της ταλάντωσης ενός εκκρεμούς, ενώ σήμερα τα περισσότερα ηλεκτρικά ρολόγια και τα ρολόγια χειρός χρησιμοποιούν τις σταθερές ταλαντώσεις των κρυστάλλων χαλαζία.

Ομως, μέσα σε έναν μήνα, διάφορες παρεμβολές από το περιβάλλον μπορούν να κάνουν ένα ρολόι χαλαζία να μείνει πίσω ή να προηγηθεί μέχρι και 15 δευτερόλεπτα. Γι' αυτό, στην εποχή των Συστημάτων Εντοπισμού Θέσης (GPS) και της ανάγκης για πολύ μεγάλη ακρίβεια χρονισμού, η σύγχρονη επιστήμη αναζήτησε κάτι πολύ πιο σταθερό, προερχόμενο από τον μικρόκοσμο του ατόμου. Πράγματι, τα ατομικά ρολόγια χάνουν μόλις ένα δευτερόλεπτο κάθε 100 εκατομμύρια χρόνια!

Αλλά κι αυτή η ακρίβεια δεν είναι αρκετή και γι' αυτό οι φυσικοί προσπαθούν εδώ και χρόνια να πάρουν ρυθμό όχι από τις εξωτερικές ηλεκτρονιακές στοιβάδες του ατόμου, που είναι πιο εκτεθειμένες στο περιβάλλον, αλλά από τον πυρήνα του. Και πρόσφατα το πέτυχαν στο Μπόλντερ του Κολοράντο, κατασκευάζοντας το πρώτο πυρηνικό ρολόι! Αν και προς το παρόν δεν είναι πιο ακριβές από τα υπάρχοντα ατομικά ρολόγια, η τεχνολογία αυτή αναμένεται να οδηγήσει σε ακρίβεια μεγαλύτερη και από αυτή του πιο σύγχρονου ατομικού ρολογιού, που βρίσκεται επίσης στο Μπόλντερ και χάνει μόλις ένα δευτερόλεπτο ανά 40 δισεκατομμύρια χρόνια!

Τα άτομα ενός συγκεκριμένου ισοτόπου, π.χ. καισίου ή στροντίου, είναι ίδια σε ολόκληρο το σύμπαν και μπορούν να διεγερθούν από υψηλής ενέργειας φωτόνια μιας ακτίνας λέιζερ πολύ συγκεκριμένης συχνότητας. Ετσι αυτή η πολύ σταθερή συχνότητα (αριθμός κυματισμών μέσα σε ένα δευτερόλεπτο) μετατρέπεται σε έναν ακριβή τρόπο μέτρησης του χρόνου. Ομως, ο πυρήνας του ατόμου περιέχει το 99,99% της μάζας του και είναι εξαιρετικά μικρός σε μέγεθος. Η διέγερση του τμήματος του ατόμου που φέρει σχεδόν το σύνολο της μάζας του απαιτεί πολύ μεγαλύτερη ενέργεια συγκριτικά με τη διέγερση ενός ηλεκτρονίου. Εξαιρείται το θόριο-229, που για κάποιον άγνωστο λόγο ο πυρήνας του απαιτεί μόλις 8 ηλεκτρονιοβόλτ ενέργειας για να διεγερθεί.

Εκτός από τη δυσκολία σταθεροποίησης του πυρήνα του θορίου-229, οι επιστήμονες έπρεπε να βρουν και την ακριβή συχνότητα φωτός που τον διεγείρει. Ενσωμάτωσαν αρκετά άτομα του ισοτόπου αυτού μέσα σε έναν διαφανή κρύσταλλο, ώστε να αυξήσουν την πιθανότητα ο πυρήνας κάποιου απ' αυτά να διεγερθεί και κατασκεύασαν ένα λέιζερ που όχι μόνο επέτρεψε τον προσδιορισμό της κατάλληλης συχνότητας, αλλά και τον συγχρονισμό με ένα ατομικό ρολόι, ώστε το τελευταίο να παίρνει ρυθμό από το πυρηνικό. Ελπίζουν ότι σε μερικά χρόνια το πυρηνικό ρολόι θα μπορέσει να χρησιμοποιηθεί στα δορυφορικά GPS, ώστε να δίνει ακρίβεια θέσης όχι μέτρου αλλά εκατοστού ή ακόμη και χιλιοστού!