En el presente, el kelvin se basa literalmente en nada más que agua, en el punto triple del agua, ser más preciso. Por tanto, la unidad base de temperatura depende de un material cuyas propiedades pueden variar. Pero esto está a punto de cambiar:en el otoño de 2018, el kelvin, así como todas las demás unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI), será redefinido para descansar sobre una base sólida e invariable que consta de constantes fundamentales. El kelvin se basará en la constante de Boltzmann, que los científicos del Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) han determinado ahora mediante un termómetro de gas de constante dieléctrica con tal precisión que todos los obstáculos para la redefinición de la unidad de temperatura, el kelvin, se han eliminado. Los resultados han sido publicados en la edición actual de la revista especializada Metrologia .

En la actualidad, la definición de la unidad base del SI kelvin todavía se basa en una propiedad material del agua:el punto triple. A una temperatura bien definida, el agua puede ser al mismo tiempo un sólido, un líquido y un gas. Sin embargo, porque no hay dos aguas iguales, el punto triple del agua depende de la composición isotópica del agua utilizada. Aunque físicos de todo el mundo han acordado un "agua estándar", esta situación está lejos de ser ideal. Por lo tanto, el kelvin tiene el mismo problema que el kilogramo o el mol:todos se basan en las propiedades de los materiales, ya sea en los llamados "prototipos" (como el prototipo internacional del kilogramo, que es un cilindro hecho de una aleación de platino / iridio) o sobre agua (como en el caso del kelvin). Todos estos materiales son variables de muchas formas. En no más de un año y medio (en el otoño de 2018, con toda probabilidad), todo el Sistema Internacional de Unidades (SI) será redefinido por una gran conferencia internacional. A partir de entonces, todas las unidades se basarán en un conjunto de constantes fundamentales, propiedades invariables del universo físico. Estas constantes serán entonces la "medida de todas las cosas" en materia metrológica.

La constante fundamental apropiada para las mediciones de temperatura es la constante de Boltzmann k. Indica cómo la energía térmica de un gas (es decir, el movimiento de las partículas de gas) depende de la temperatura. En un recipiente cerrado, la energía cinética se puede medir determinando la presión del gas. Esto se puede hacer (con la precisión requerida) por medio de un termómetro de gas acústico. Las mediciones correspondientes realizadas en los institutos de metrología de Inglaterra, Italia, Francia, China y Estados Unidos han alcanzado una incertidumbre de medición de menos de 1 ppm (una millonésima), cumpliendo así la primera condición establecida por el Comité Consultivo de Termometría (CCT) para la redefinición del kelvin. Otra condición, sin embargo, estipula que un segundo, Los métodos independientes alcanzan incertidumbres de medición igualmente pequeñas. Para este propósito, PTB lanzó su proyecto de termómetro de gas con constante dieléctrica en 2007, que ahora ha alcanzado 1,9 ppm y, por lo tanto, cumple con la precisión requerida.

Este termómetro especial aprovecha el hecho de que el helio, como gas raro y dieléctrico, cambia la capacitancia de un condensador. Por lo tanto, es posible medir la densidad del helio a una presión determinada mediante una medición eléctrica, y a través de la densidad, para medir la temperatura también. Es más, Las mediciones de capacitancia eléctrica se pueden realizar con gran precisión. En este caso, la incertidumbre de la medición es solo de unas pocas partes por mil millones. Sin embargo, para alcanzar tal precisión, todo tenía que estar perfectamente afinado:los científicos debían determinar las propiedades materiales de los condensadores a altas presiones (hasta 7 MPa) —bordeando lo imposible— y asegurar que la pureza del gas utilizado fuera superior al 99,99999%. Es más, El mejor estándar de PTB para mediciones de presión, que se basa en balances de presión, tenía que ser mejorado. Estos desarrollos, que son únicos en todo el mundo, sólo pudo tener éxito gracias a varios proyectos de cooperación dentro de PTB (especialmente con los dos grupos de trabajo "Presión" y "Normas geométricas") y gracias a la cooperación internacional a gran escala.

Ahora que la constante de Boltzmann se ha determinado con suficiente precisión mediante al menos dos métodos independientes, CODATA calculará el valor final de k en septiembre de 2017. El "Grupo de trabajo de CODATA sobre constantes fundamentales" es un grupo internacional de expertos cuya tarea es evaluar los valores de las constantes fundamentales medidas en institutos de metrología de todo el mundo y llevar estos valores a alinearse entre sí. Esto allanará el camino para la redefinición del kelvin basado en una constante fundamental. Y en el otoño de 2018, podemos esperar que el lema sea:"¡Despeja el escenario para un nuevo SI!"