Национальный институт стандартов и технологий (NIST) министерства торговли США 3 апреля 2014 года ввел в строй новые атомные часы NIST-F2, которые накапливают ошибку в одну секунду в течение 300 миллионов лет. Согласно сообщению NIST, новые часы заменили устаревшие атомные NIST-F1 и будут использоваться в качестве стандарта гражданского времени в США. Ранее данные о NIST-F2 были направлены в Международное бюро мер и весов в Париже, которое признало их самыми точными работающими атомными часами в мире.
Новые американские атомные часы, как и устаревшие NIST-F1, отсчитывают время благодаря квантовым переходам между разными состояниями изолированных групп атомов цезия. Отличительной чертой NIST-F2 является то, что они работают при отрицательной температуре 193 градуса Цельсия, в то время как версия F1 функционирует при температуре плюс 27 градусов Цельсия. Для последних время накопление ошибки в одну секунду составляет сто миллионов лет.
По данным NIST, холодная среда, в которой работают новые атомные часы, существенно снижает воздействие фоновой радиации и позволяет устранить некоторые погрешности в измерениях. Предыдущая версия атомных часов NIST-F1 функционировала и задавала стандарт гражданского времени в США с 1999 года. Стандарт американского военного времени определяется другой организацией ─ Военно-морской обсерваторией США.
В конце августа 2013 года Национальный институт стандартов и технологий США объявил, что его сотрудники разработали часы на основе атомов иттербия, которые по точности в десять раз превосходят все существующие аналоги. Эти часы состоят из десяти тысяч отдельных атомов иттербия, зафиксированных в лазерной оптической ловушке. Температура атомов не превышает одной сотой доли градуса от абсолютного нуля.
Запуск этих часов осуществляется при помощи специального лазера, который провоцирует переход атомов из одного квантового состояния в другое. Согласно данным измерений, атомные часы на основе иттербия накапливают погрешность в одну секунду за один миллиард лет.