早期的时钟利用钟摆的振幅来追踪时间。在现代社会，人们利用石英晶体提供的高频振荡代替钟摆。原子钟借助激光诱导原子内的电子发生振荡获得高精确度。然而，由于电磁场能够影响电子的运动，因而原子钟会出现微小的误差。
原子内中子的质量远远大于电子的质量，同时其紧紧地包裹在原子核中。它们相对电子而言，不易受外界环境的干扰和影响。因此，原子核钟同原子钟相比，受外界环境影响的程度将要小得多。
文章第一作者、库兹米奇实验室研究科学家科里·坎普贝尔表示，激光通过独特方式让电子转向，可将原子核内的中子作为钟摆。因为中子紧紧地包裹在原子核中，因此其振荡频率几乎不受任何外界因素的影响。
为实现振荡，研究人员计划利用频率为1000兆赫（10的15次方赫兹，petahertz）的激光器将钍229离子激发到更高的能态。调整激光以便产生更高的能态可让科学家精确地设置振荡频率，该频率能够取代普通时钟钟摆的摆动用于计时。
原子核钟的离子需要保持在低温（数10微开氏度）环境中处于静止状态。为创造和保持如此的低温环境，物理学家通常使用激光冷却。但是，在原子核时钟系统中，激光制冷可能会出现问题，其原因是它已用激光来产生计时振荡。
