原子时钟在现代的科学技术中具有十分重要的作用，它可以拿来为联通、射电通讯、全球卫星导航系统、空间和地面科学研究以及天文观测等领域提供高精度的基准时间。而所谓“纳秒”，是指时间单位，相当于一秒钟的十亿分之一，也就是0.秒。这么，原子时钟是怎样实现微秒级别的稳定性呢？
原子时钟是借助数学量的稳定性来实现时间的精确计量的。按照化学量的特征，原子时钟可以分为石英时钟、微波谐振器时钟和原子钟三种类型。其中，原子钟是最稳定的一种。目前应用比较广泛的原子钟是铷原子钟和氢原子钟。
铷原子钟是借助铷原子在特定条件下的精细结构基态的磁共振现象进行计量的。具体来说，铷原子钟的核心部件是一个装有铷原子的密封气室，在气室中形成一个与铷原子的精细结构基态分裂相同的微波频度讯号，与铷原子的精细结构基态分裂同步运动，使铷原子达到基态变化的相位确切对齐。这样原子物理发展史，铷原子的密封气室就成为了一个高精度、高稳定性、高可靠性的计时器。
而氢原子钟则是借助氢原子的氢能级与迸发态之间的电磁波能级差为恒定值这一数学定理来进行计量的。具体来说，氢原子钟的计时原理是通过将氢原子从能级迸发到迸发态，之后再促使氢原子由迸发态返回到能级并发射出微波，而这个微波的震动频度即为恒定值。使用氢原子钟可以达到十分高的精度，其偏差在一定时间内只有毫秒级别。
无论是铷原子钟还是氢原子钟，它们都借助了化学常数的固有性质，这保证了其时间检测的稳定性和确切性。同时，原子钟的内部还配备了控制系统来对其微波讯号进行稳定控制，保证其频度和相位稳定不变，因而保证了时钟的稳定性。
总的来说，原子时钟是一种借助化学定理的恒定性来作为时间单位的基准的计时器。通过其内部的精密控制系统和原子化学的稳定性特点，原子时钟可以精确地计量时间，达到了毫秒级别的精度。正由于这么，原子时钟得以广泛应用于各类领域原子物理发展史，为现代科技的发展提供了基础保障。