Avoir une telle précision a permis, par exemple, d'affirmer la théorie de la relativité d'Einstein selon laquelle plus un corps se déplace vite, plus le temps ralenti.
En d'autres terme, une personne qui se déplace à 1000km/h dans un avion vieillit moins vite qu'une autre personne restée immobile au sol.
Bien entendu, la différence est extrêmement minime (proche de l'inexistant à l'échelle humaine, même un pilote de ligne ou de chasse ne gagne pas une seconde au cours de sa vie en plus par rapport à un autre individu), et si on veut la mesurer, une horloge atomique est forcément nécessaire.
Une autre application est le GPS, car pour calculer la différence entre les temps d'émission des ondes venant des différents satellites, il faut que la datation soit très précise.