A mikrohullámok hatását már az 1930-as évektől kezdve vizsgálták. Az 1940-es években [[Isidor Isaac Rabi]] javasolta, hogy atomok rezgését kellene felhasználni pontos óra készítésére. A [[második világháború]] során fejlesztették ki a radart, amely [[mikrohullám]]mal működik. A mikrohullám hatásának vizsgálatai során felfedezték, hogy a gázok közül az ammónia pontosan 23,87 GHz frekvencián rezgésbe jön, ennél kisebb vagy nagyobb frekvencián azonban nem.
== Hogyan működik? ==
=== A céziummal működő atomóra gyakorlati működése ===
A céziumot felhevítik, és egy légüres csőbe vezetik. Az atomok a csőben egymás mellett haladnak (tehát nem ütköznek egymással, mint az ammónia esetén). Az atomok a haladásuk során egy mágneses térhez érnek, amelynek iránya merőleges az atomok haladási irányával. Ez azt eredményezi, hogy az atomok közül csak egyféle energia-állapotú atomok haladnak tovább a csőben, a többieket a mágneses tér eltéríti. A továbbhaladó atomokat mikrohullámmal gerjesztik, melynek frekvenciája igen közel van a fent megadott értékhez. Ha a gerjesztő frekvencia megegyezik a cézium atom [[rezonancia-frekvencia|rezonancia-frekvenciájával]], akkor nagy számú atom változtatja meg az energia-állapotát. Ezután az atomok egy másik mágneses mezővel találkoznak, mely eltéríti azokat az atomokat, amelyek nem változtatták meg az energia-állapotukat, a többieket viszont átengedi. Ezek után egy érzékelő szonda következik, amibe a cézium atomok beleütköznek. Az érzékelő szonda a beléje ütköző atomok számával arányos jelet ad ki magából. Ezt a jelet visszavezetik oda, ahol a gerjesztő frekvencia értéke beállítódik, mégpedig olyan módon, hogy minél nagyobb számú atom érkezzen az érzékelőbe. Ami egyúttal azt is jelenti, hogy a beállított frekvencia pontosan megegyezik az atomok saját rezonancia-frekvenciájával.
