يوضح لوكا في تصريحات للجزيرة نت أن الفكرة تشبه من حيث المبدأ عمل الساعات الذرية التقليدية، لكن الفرق أن هذه الساعات تعتمد على انتقالات تحدث في إلكترونات الذرة، بينما تستخدم الساعة الجديدة انتقالا نادرا داخل نواة الثوريوم-229 عند طول موجي يبلغ 148 نانومترا.

اختار الباحثون هذا النظير لأن الانتقال داخل نواته منخفض الطاقة بصورة استثنائية ويمكن الوصول إليه باستخدام الليزر، كما أن النواة أقل تأثرا ببعض الاضطرابات الخارجية من الإلكترونات. ويتيح التصميم أيضا وضع أعداد هائلة من نوى الثوريوم داخل بلورة صغيرة، بدل التعامل مع ذرة أو أيون منفرد.

يشرح المؤلف الأول للدراسة أن الفريق وضع نوى الثوريوم داخل بلورة صغيرة من فلوريد الكالسيوم تعمل في درجة حرارة الغرفة، ثم مرر عبرها ليزرا من الأشعة فوق البنفسجية العميقة. وعندما يبتعد تردد الليزر عن تردد الانتقال النووي، تتغير استجابة النوى، فتستخدم الساعة هذه الإشارة لإعادة الليزر تلقائيا إلى التردد الصحيح.

وللتأكد من أداء النظام، قارن الباحثون الساعة النووية بساعة بصرية أخرى تعتمد على أيون الإيتربيوم. واستطاعت ساعة الثوريوم العمل بصورة متواصلة لنحو يوم، ووصل عدم استقرار ترددها بعد هذه المدة إلى قرابة جزء واحد في ألف تريليون. "ولا يعني ذلك أن الساعة الجديدة أصبحت أدق من أفضل الساعات الذرية الموجودة حاليا، لكنها تمثل خطوة مهمة لأن النواة أصبحت للمرة الأولى مرجعا فعليا داخل ساعة نووية تعمل بنظام تصحيح مستمر" يضيف لوكا.