Utilizarea unei tranziții în interiorul unui nucleu atomic ar putea fi utilizată pentru a dezvolta un ceas nuclear . Acest lucru ar fi foarte stabil și nu foarte susceptibil la tulburări externe. Mai multe grupuri de cercetare lucrează la ceasuri nucleare bazate pe torii 229 ( 229 Th 3+ ) nuclei ionici .
Prima propunere a fost lansată în 2003 de către fizicieni din PTB , Germania.
Tranzițiile nucleare implică frecvențe mai mari decât tranzițiile electronice , care sunt utilizate în ceasurile atomice . Un ceas nuclear ar putea avea o stabilitate de 10 −19 ; mai mult, neutronii - și nu electronii - fiind implicați, ar putea fi mai puțin afectați de factori de mediu (cum ar fi câmpurile magnetice și electrice ) decât un ceas atomic.
Diferite echipe încearcă să determine frecvența exactă a emisiilor laser necesare pentru a excita torii 229 de nuclee .
Cu toate acestea, ar putea exista și alte metode pentru a îmbunătăți precizia: în 2018, JILA (ro) a construit ceasuri care manipulează atomi cu lasere care depășesc precizia celor mai bune ceasuri de cesiu : o precizie de 2,5 × 10 −19 s s −1 a fost atinsă de un ceas folosind o rețea tridimensională de atomi de stronțiu .