Attualmente, il kelvin è letteralmente basato su nient'altro che sull'acqua, sul punto triplo dell'acqua, per essere più precisi. L'unità di base della temperatura dipende quindi da un materiale le cui proprietà possono variare. Ma questo sta per cambiare:nell'autunno del 2018 il kelvin, così come tutte le altre unità del Sistema Internazionale di Unità (SI), sarà ridefinito per poggiare su un fondamento solido e invariabile costituito da costanti fondamentali. Il kelvin sarà basato sulla costante di Boltzmann, che gli scienziati del Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hanno ora determinato per mezzo di un termometro a gas a costante dielettrica con una precisione tale che tutti gli ostacoli alla ridefinizione dell'unità di temperatura, il kelvin, è stato rimosso. I risultati sono stati pubblicati nell'attuale edizione della rivista specializzata metrologia .

Attualmente, la definizione dell'unità base del SI kelvin è ancora basata su una proprietà materiale dell'acqua:il punto triplo. A una temperatura ben definita, l'acqua può essere contemporaneamente un solido, un liquido e un gas. Però, perché non esistono due acque uguali, il punto triplo dell'acqua dipende dalla composizione isotopica dell'acqua utilizzata. Sebbene i fisici di tutto il mondo abbiano concordato una "acqua standard", questa situazione è tutt'altro che ideale. Il kelvin ha quindi lo stesso problema del chilogrammo o della mole:sono tutti basati sulle proprietà dei materiali, o sui cosiddetti "prototipi" (come il prototipo internazionale del chilogrammo, che è un cilindro di una lega platino/iridio) o sull'acqua (come nel caso del kelvin). Tutti questi materiali sono variabili in molti modi. In non più di un anno e mezzo (nell'autunno del 2018 ogni probabilità), l'intero Sistema Internazionale di Unità (SI) sarà ridefinito da una grande conferenza internazionale. Da allora in poi, tutte le unità saranno basate su un insieme di costanti fondamentali, proprietà invariabili dell'universo fisico. Queste costanti saranno poi la "misura di tutte le cose" in materia metrologica.

La costante fondamentale appropriata per le misurazioni della temperatura è la costante di Boltzmann k. Indica come l'energia termica di un gas (cioè, il movimento delle particelle di gas) dipende dalla temperatura. In un vaso chiuso, l'energia cinetica può essere misurata determinando la pressione del gas. Questo può essere fatto (con la precisione richiesta) per mezzo di un termometro a gas acustico. Le misurazioni corrispondenti eseguite presso gli istituti di metrologia dell'Inghilterra, Italia, Francia, Cina e Stati Uniti hanno raggiunto un'incertezza di misura inferiore a 1 ppm (un milionesimo), soddisfacendo così la prima condizione posta dal Comitato Consultivo per la Termometria (CCT) per la ridefinizione del kelvin. Un'altra condizione, però, prevede che un secondo, metodo indipendente raggiungono incertezze di misurazione altrettanto piccole. Per questo scopo, PTB ha lanciato il suo progetto di termometro a gas dielettrico costante nel 2007, che ora ha raggiunto 1,9 ppm e quindi soddisfa la precisione richiesta.

Questo speciale termometro sfrutta il fatto che l'elio, come un gas raro e un dielettrico, cambia la capacità di un condensatore. È quindi possibile misurare la densità dell'elio ad una data pressione mediante una misura elettrica e tramite la densità, per misurare anche la temperatura. Inoltre, le misurazioni della capacità elettrica possono essere eseguite con grande precisione. In questo caso, l'incertezza di misura è solo di poche parti per miliardo. Però, per raggiungere tale precisione, tutto doveva essere messo a punto alla perfezione:gli scienziati dovevano determinare le proprietà del materiale dei condensatori ad alte pressioni (fino a 7 MPa) - al limite dell'impossibile - e assicurarsi che la purezza del gas utilizzato fosse migliore del 99,9999%. Per di più, Il miglior standard di PTB per le misurazioni della pressione, che si basa su bilanci di pressione, doveva essere migliorato. Questi sviluppi, che sono unici al mondo, ha potuto avere successo solo grazie a vari progetti di cooperazione all'interno di PTB (in particolare con i due gruppi di lavoro "Pressure" e "Geometrical Standards") e grazie a una cooperazione internazionale su larga scala.

Ora che la costante di Boltzmann è stata determinata con sufficiente precisione mediante almeno due metodi indipendenti, CODATA calcolerà il valore finale di k a settembre 2017. Il "CODATA Task Group on Fundamental Constants" è un gruppo internazionale di esperti il ​​cui compito è valutare i valori delle costanti fondamentali misurati negli istituti metrologici di tutto il mondo e portare questi valori in linea tra loro. Questo aprirà la strada alla ridefinizione del kelvin sulla base di una costante fondamentale. E nell'autunno del 2018 possiamo aspettarci che il motto sarà:"Libera il palcoscenico per un SI nuovo di zecca!"