Atom saati, atomların rezonans frekanslarını sayarak zamanı ölçen bir saat çeşididir. Atom saatinin 3 milyon yılda 1 saniye hata yapmalarının ihtimali sadece %22,522‘dir.
İlk atom saatleri, sayım ekipmanları eklenmiş Maserler‘dir. Bugünün en iyi atom saatleri, soğuk atomlar ve atomik çeşmelerle çalışan ileri fizik ürünü aletlerdir. Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü, kullanılan Maser‘lerin hata payı olan günlük 10−9 saniyelik sapmayla çalışan saatler kullanırlar. Atom saatleri devamlı ve istikrarlı bir zaman ölçümü standardı olan Uluslararası Atomik Zamanı (International Atomic Time, IAT) oluştururlar. Diğer ölçümler için, IAT‘den elde edilen ancak gece ve gündüzün geçişiyle senkronize edilen Koordine Evrensel Zaman (Coordinated Universal Time, CUT) kullanılır.
Isidor Isaac Rabi kendisinin 1930’larda keşfetmiş olduğu nükleer manyetik rezonanstan yola çıkarak bir atom saatinin geliştirilebileceği fikrini ortaya atmıştır.
İlk atom saati 1949‘da ABD Ulusal Standartlar Bürosu‘nda (U.S National Bureau of Standards, NBS, şimdiki adıyla NIST) yapıldı. İlk isabetli atom saatiyse, sezyum-133 atomunun rezonansı ölçümüyle 1955 yılında İngiltere Ulusal Fizik Laboratuvarı‘nda, Louis Essen tarafından yapıldı.
1967 yılında Uluslararası SI birim sisteminde sezyum 133 atomunun 9,192,631,770 kez titreşim üretme süresi 1 saniye olarak kabul edildi. 1968 yılında tamamlanmış olan NBS-4 ise uzunca bir süre dünyanın en gelişmiş atom saati oldu. 1999 yılında geliştirilen NIST-F1, dünyanın en hassas atom saati olup, 100 milyon yılda 1 saniyelik hata payı vardır. Bu saat, Amerika Colorado Boulder‘daki “NIST-F1” adlı atom saatidir.
Ağustos 2004’te NIST bilim insanları, bilgisayar çipi ölçeğinde ilk atom saatini tanıttılar. Massachusetts Ulusal Şirketi sezyum atomu kullanarak ilk ticari atom saatlerini üretti. Bugün, Hewlett Packard, Frekans Elektronik ve FTS gibi çeşitli üreticiler tarafından üretilmektedir. Günümüzde birçok farklı atom veya molekül kullanılarak atom saatleri ve bunların benzeri olan kuantum lojik saatleri geliştirilmeye devam ediliyor. Şu an için Ytterbium (Yb) ve Strontium (Sr) bu elementler arasındadır. Özellikle Strontium saniyede 429.228.004.229.952 titreşim yaymaktadır. Ayrıca bilinenin aksine atom saatleri radyoaktif değildir.
Modern radyo saatleri atom saatlerini referans alırlar, ancak radyo saatleri ikincil ekipmanlar oldukları için atom saatlerindeki kesinlikten yoksundurlar. Bu yüzden yüksek kesinlik gerektiren bilimsel uygulamalarda kullanılmazlar. 2005 yılına gelindiğinde atom saati biraz daha geliştirilmiştir.
Ülkemizde ise TÜRKSAT Saat TV kanalı TÜRKSAT bünyesindeki atom saatine göre saat bilgisi yayını yapmaktadır. Bu kanalda saat bilgisi ses tonundan verilmektedir. Reciever ses çıkışı IRIG-B uyumlu saatlere bağlandığında saat bilgisi otomatik olarak güncelleşmektedir.
