För närvarande, kelvin är bokstavligen baserat på inget mer än vatten - på vattenens trippelpunkt, för att vara mer exakt. Basenheten för temperatur är därför beroende av ett material vars egenskaper kan variera. Men det här håller på att förändras:Hösten 2018, kelvin, liksom alla andra enheter i International System of Units (SI), kommer att omdefinieras för att vila på en solid och oföränderlig grund bestående av grundläggande konstanter. Kelvinet kommer att baseras på Boltzmann -konstanten, som forskare från Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) nu har bestämt med hjälp av en dielektrisk-konstant gastermometer med sådan noggrannhet att alla hinder för omdefiniering av temperaturenheten, kelvin, har tagits bort. Resultaten har publicerats i den aktuella upplagan av specialistjournalen Metrologia .

För närvarande, definitionen av SI -basenheten kelvin är fortfarande baserad på en materiell egenskap av vatten:trippelpunkten. Vid en väldefinierad temperatur, vatten kan samtidigt vara ett fast ämne, en vätska och en gas. Dock, eftersom inga vatten är lika, vattnets trippelpunkt beror på den isotopiska sammansättningen av det använda vattnet. Även om fysiker från hela världen har kommit överens om ett "standardvatten", denna situation är långt ifrån idealisk. Kelvinet har därför samma problem som kilot eller molen:de är alla baserade på materialens egenskaper-antingen på så kallade "prototyper" (som kilogramets internationella prototyp, som är en cylinder gjord av en platina/iridiumlegering) eller på vatten (som i fallet med kelvin). Alla dessa material är varierande på många sätt. På högst ett och ett halvt år (hösten 2018, med all sannolikhet), hela International System of Units (SI) kommer att omdefinieras av en stor internationell konferens. Från och med då, alla enheter kommer att baseras på en uppsättning grundläggande konstanter - oföränderliga egenskaper hos det fysiska universum. Dessa konstanter kommer då att vara "måttet på alla saker" i metrologiska frågor.

Lämplig grundkonstant för temperaturmätningar är Boltzmann -konstanten k. Det indikerar hur en gas termisk energi (dvs. gaspartiklarnas rörelse) beror på temperaturen. I ett slutet kärl, rörelseenergin kan mätas genom att bestämma gasens tryck. Detta kan göras (med erforderlig noggrannhet) med hjälp av en akustisk gastermometer. Motsvarande mätningar utförda vid Englands metrologiska institut, Italien, Frankrike, Kina och USA har nått en mätosäkerhet på mindre än 1 ppm (en miljonedel), och därmed uppfylla det första villkoret som fastställts av rådgivande kommittén för termometri (CCT) för omdefiniering av kelvin. Ett annat villkor, dock, föreskriver att en sekund, oberoende metod når lika små mätosäkerheter. För det här syftet, PTB lanserade sitt dielektriska konstanta gastermometerprojekt 2007, som nu har uppnått 1,9 ppm och därmed uppfyller erforderlig noggrannhet.

Denna speciella termometer utnyttjar det faktum att helium, som en sällsynt gas och ett dielektrikum, ändrar kondensatorns kapacitans. Det är därför möjligt att mäta densiteten av helium vid ett givet tryck med hjälp av en elektrisk mätning - och via densitet, att mäta temperaturen också. Dessutom, elektriska kapacitansmätningar kan utföras med stor noggrannhet. I detta fall, mätosäkerheten är bara några delar per miljard. Dock, för att nå sådan noggrannhet, allt måste vara perfekt anpassat:forskarna var tvungna att bestämma kondensatorernas materialegenskaper vid högt tryck (upp till 7 MPa) - på det omöjliga - och se till att renheten hos den använda gasen var bättre än 99,999999 %. Vidare, PTB:s bästa standard för tryckmätningar, som är baserad på tryckbalanser, måste förbättras. Denna utveckling, som är unika över hela världen, kunde bara lyckas tack vare olika samarbetsprojekt inom PTB (särskilt med de två arbetsgrupperna "Press" och "Geometrical Standards") och tack vare storskaligt internationellt samarbete.

Nu när Boltzmann -konstanten har bestämts med tillräcklig precision med hjälp av minst två oberoende metoder, CODATA kommer att beräkna det slutliga värdet av k i september 2017. "CODATA Task Group on Fundamental Constants" är en internationell expertgrupp vars uppgift är att bedöma värdena för grundkonstanter som mäts i metrologiska institut över hela världen och att föra in dessa värden i linje med varandra. Detta kommer att bana väg för omdefiniering av kelvin baserat på en grundläggande konstant. Och hösten 2018, vi kan förvänta oss att mottot blir:"Rensa scenen för ett helt nytt SI!"