El segundo fue definido en 1967 por la Comisión Internacional de Pesos y Medidas como el tiempo ocupado por 9 192 631 770 vibraciones de la radiación (de una longitud de onda específica) emitida por un átomo de cesio.
Los relojes basados en las vibraciones periódicas de un cristal de cuarzo sostenidas eléctricamente se utilizan como patrones de tiempo secundario, con un error aproximado de 5 µs por año.
El denominado reloj atómico puede medir la longitud de un segundo con una exactitud de 13 cifras decimales. Más exacto aún es el movimiento del electrón en una molécula de hidrógeno que consigue una exactitud de 15 cifras decimales.
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