То же самое астрологическое мышление привело их к исправлению древнего вавилонского метода счета на 60, шестидесятеричной системе, в час. Точно так же, как они разделили 360 градусов круга или земного шара на 60 частей или минут, они затем разделили каждую минуту на 60 секунд.
Первая часть 24-часового дня (известная на латыни как partes minutae primae) дала им продолжительность минуты, которая составляла от одного до 1440 дней среднего солнечного дня. Второе деление (partes minutae secundae) дало продолжительность и название второму делению, которое составляло от одной до 86 400 частей дня. Это определение оставалось в силе до 1967 года. (Было короткое изменение чего-то, называемого эфемеридным временем, которое было слишком сложным для использования метрологами.)
А вот со знакомством есть проблемы. Земля постепенно замедляет свое суточное вращение; Дни становятся немного длиннее, поэтому звездная секунда тоже. Эти небольшие различия складываются. Основываясь на экстраполяции исторических затмений и других наблюдений, Земля как час потеряла более трех часов за последние 2000 лет.
Следовательно, стандартная единица времени, основанная на астрономических расчетах, не является константой, и этот факт становился все более невероятным для метрологов в первые десятилетия 20-го века, когда они обнаружили, насколько неравномерным было вращение Земли. Наука требует последовательности, надежности и повторяемости. Так же, как и время — к концу 1960-х годов общество стало все больше зависеть от частот радиосигналов, что требовало очень точной синхронизации.
Метрологи обратились к более предсказуемому движению атомных частиц. Атомы никогда не изнашиваются и не замедляются. Их свойства не меняются со временем. Это идеальные часы.
К середине 20 века ученые убедили атомы цезия-133 обнаружить секретного внутреннего клеща. Цезий, серебристо-золотистый металл, который становится жидким примерно при комнатной температуре, содержит тяжелые, неповоротливые атомы, что означает, что его относительно легко отслеживать.
Ученые поместили атомы цезия в вакуум и подвергли их воздействию микроволновой энергии в невидимом диапазоне электромагнитного поля. Задача состояла в том, чтобы вычислить длину волны или частоту, которая возбудила бы как можно больше атомов цезия для испускания луча света или фотона. Фотоны улавливались детектором и подсчитывались.