Atualmente, o Kelvin é literalmente baseado em não mais do que água - no ponto triplo da água, para ser mais preciso. A unidade básica de temperatura é, portanto, dependente de um material cujas propriedades podem variar. Mas isso está prestes a mudar:no outono de 2018, o Kelvin, bem como todas as outras unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI), será redefinido para se apoiar em uma base sólida e invariável consistindo em constantes fundamentais. O Kelvin será baseado na constante de Boltzmann, que cientistas do Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) determinaram agora por meio de um termômetro de gás de constante dielétrica com tal precisão que todos os obstáculos para a redefinição da unidade de temperatura, o Kelvin, foi removido. Os resultados foram publicados na edição atual da revista especializada Metrologia .

Atualmente, a definição da unidade básica do SI kelvin ainda é baseada em uma propriedade material da água:o ponto triplo. Em uma temperatura bem definida, a água pode ser simultaneamente sólida, um líquido e um gás. Contudo, porque não há duas águas iguais, o ponto triplo da água depende da composição isotópica da água utilizada. Embora físicos de todo o mundo tenham concordado com um "padrão de água", esta situação está longe de ser ideal. O Kelvin, portanto, tem o mesmo problema que o quilograma ou a toupeira:eles são todos baseados nas propriedades dos materiais - seja nos chamados "protótipos" (como o protótipo internacional do quilograma, que é um cilindro feito de uma liga de platina / irídio) ou na água (como no caso do Kelvin). Todos esses materiais são variáveis ​​de muitas maneiras. Em não mais do que um ano e meio (no outono de 2018, com toda a probabilidade), todo o Sistema Internacional de Unidades (SI) será redefinido por uma grande conferência internacional. A partir de então, todas as unidades serão baseadas em um conjunto de constantes fundamentais - propriedades invariáveis ​​do universo físico. Essas constantes serão então a "medida de todas as coisas" em questões metrológicas.

A constante fundamental apropriada para medições de temperatura é a constante de Boltzmann k. Indica como a energia térmica de um gás (ou seja, o movimento das partículas de gás) depende da temperatura. Em um recipiente fechado, a energia cinética pode ser medida determinando a pressão do gás. Isso pode ser feito (com a precisão necessária) por meio de um termômetro de gás acústico. As medições correspondentes realizadas nos institutos de metrologia da Inglaterra, Itália, França, China e Estados Unidos atingiram uma incerteza de medição de menos de 1 ppm (um milionésimo), cumprindo assim a primeira condição estabelecida pelo Comitê Consultivo de Termometria (CCT) para a redefinição do Kelvin. Outra condição, Contudo, estipula que um segundo, o método independente atinge incertezas de medição igualmente pequenas. Para este propósito, A PTB lançou seu projeto de termômetro de gás com constante dielétrica em 2007, que agora atingiu 1,9 ppm e, portanto, atende à precisão necessária.

Este termômetro especial explora o fato de que o hélio, como um gás raro e um dielétrico, muda a capacitância de um capacitor. Portanto, é possível medir a densidade do hélio a uma determinada pressão por meio de uma medição elétrica - e via densidade, para medir a temperatura também. Além disso, medições de capacitância elétrica podem ser realizadas com grande precisão. Nesse caso, a incerteza da medição é de apenas algumas partes por bilhão. Contudo, para alcançar tal precisão, tudo tinha que estar perfeitamente ajustado:os cientistas tinham que determinar as propriedades do material dos capacitores em altas pressões (até 7 MPa) - limitando-se ao impossível - e garantir que a pureza do gás usado fosse melhor do que 99,99999%. Além disso, O melhor padrão de PTB para medições de pressão, que é baseado em balanços de pressão, teve que ser melhorado. Esses desenvolvimentos, que são únicos em todo o mundo, só poderia ter sucesso graças a vários projetos de cooperação dentro do PTB (especialmente com os dois grupos de trabalho "Pressão" e "Padrões geométricos") e graças à cooperação internacional em larga escala.

Agora que a constante de Boltzmann foi determinada com precisão suficiente por meio de pelo menos dois métodos independentes, O CODATA calculará o valor final de k em setembro de 2017. O "Grupo de Trabalho CODATA sobre Constantes Fundamentais" é um grupo internacional de especialistas cuja tarefa é avaliar os valores das constantes fundamentais medidas em institutos de metrologia em todo o mundo e trazer esses valores para dentro alinhar-se um com o outro. Isso abrirá o caminho para a redefinição do Kelvin com base em uma constante fundamental. E no outono de 2018, podemos esperar que o lema seja:"Abra o terreno para um novo SI!"