秒
新たな定義は、アルカリ金属であるセシウムを用いた原子時計によるものである。セシウムは天然では原子量133の元素のみが存在し、かつその沸点は671°Cと低く、他の元素に比べて使いやすいために、原子時計に採用されていた。そのため、観測によってのみしか決定できない地球の公転よりも、実験室で求めることが可能な原子時計を直接用いて秒の定義を決めることが効率的と考えられた。これには、量子力学の原理から、すべてのCs原子には個別の差が存在しないため、原理的に同一の定義が可能という特色もある。
1955年6月にイギリスの国立物理学研究所 (NPL) がセシウム原子時計を実用化すると、いくつかの国家は原子時計を導入し、時系の運用に使用し始めた。まず、原子時計には誤差の徹底的な洗い出しと対策が施され、そしてアメリカ海軍天文台 (USNO) のウィリアム・マーコウィッツ(英語版)とイギリス国立物理学研究所(NPL)のルイ・エッセン(英語版)によってセシウム原子の超微細遷移周波数と暦表秒との関係が求められた。マーコウィッツとエッセンは、3年間の共同研究を経て1秒が9192631770周期だという数値を得た。これは、1951年にマーコウィッツが発明した星と月の動きを同時に追える月観測用カメラをUSNOが2台、大西洋を挟んで並列で設置し、月による星食から、高精度の暦表時を確認することで得られた。
秒(びょう、英: second, 仏: seconde 、記号 s)は、国際単位系 (SI) における時間の単位である。他の量とは関係せず完全に独立して与えられる7つのSI基本単位の一つである。秒の単位記号は、「s」であり、「sec」などとしてはならない(秒#表記)。
「秒」は、歴史的には地球の自転の周期の長さ、すなわち「一日の長さ」(LOD)を基に定義されていた。すなわち、LODを24分割した太陽時を60分割して「分」、さらにこれを60分割して「秒」が決められ、結果としてLODの86400分の1が「秒」と定義されてきた。しかしながら、19世紀から20世紀にかけての天文学的観測から、LODには10程度の変動があることが判明し、時間の定義にはそぐわないと判断された。そのため、地球の公転周期に基づく定義を経て、1967年に、原子核が持つ普遍的な現象を利用したセシウム原子時計が秒の定義として採用された。
なお、1秒は偶然にも人間の標準的な心臓拍動の間隔に近い。
時計が秒単位を表示するようになった初期の例は、16世紀後半に現れる。1560–1570年のフレマースドルフ・コレクションには、秒針を持つねじ式時計がある。同じ頃、タキ・アルジン(英語版)は5秒刻みの表示をする時計を製作した。1579年にはヨスト・ビュルギがヴィルヘルム5世の依頼を受け、秒を示す時計を作った。1581年にはティコ・ブラーエが天文台の時計を改修した際に分と秒の表示を加え、1587年に彼は、この時計は4秒の狂いしか生じなかったと述べた。
秒表示の正確性は、振り子時計が発明され、日時計による見かけ時間の表示から平均時を表すことができるようになって向上した。特に1670年にビル・クレメント(William Clement)がクリスティアーン・ホイヘンスの時計に秒振り子(英語版)を加えた事が顕著に貢献した。ロングケース・クロック(英語版)の秒振り子は一往復で2秒を示し、片方からもう一方へ振れる際に鳴る機械音が1秒毎の時間を刻んだ。そして、精密時計の文字盤には1分間で一周する秒針が加えられるようになった。
日本の法令では、1951年(昭和26年)に制定された計量法で、時間の計量単位として秒が定められ、「秒は、平均太陽日の1/86400とし、東京天文台が秒として決定する時間で現示する」とされた。当時の東京天文台(現国立天文台)では、子午儀による恒星の観測で時を測定し、測定結果を外挿して標準時計であるリーフラー振り子時計の歩度を調整して保時していたといわれる。