原子钟作为精密计时工具，其精准度令人惊叹。标准的原子钟，如NIST-F1，尽管每3000万年仅误差1秒，但其庞大的体积和高能耗是其显著特点。NIST-F1占地面积达3.7立方米，耗电功率高达500瓦，这限制了其便携性和广泛应用。相比之下，微型原子钟实现了显著的微型化，其体积仅为1立方厘米，耗电功率低至75毫瓦，这使得它能够依赖于普通电池供电，大大提升了其灵活性和适用性。
新型的微型原子钟在走时准确性和能耗控制上有着更高的追求。其工作原理依赖于铯原子，通过周期性调整节拍器的能量状态来确保精确计时。将铯原子加热到80℃是其关键步骤，这一过程在0.6立方毫米的实验原子钟蒸气室中完成，仅需约3秒和几毫瓦的电力。此外，蒸气室内缓冲气体的存在有助于在原子与壁面碰撞时减少不必要的能耗，进一步提高了微型原子钟的能效。
当前，科研人员正在努力提高原子钟的精度，目标是将走时误差和耗电功率进一步降低至30毫瓦。这不仅是技术上的挑战，也是微型化带来的副产品，展示了科技在缩小体积的同时，还能提升性能的潜力。