已知宇宙中最精确的温度计位于英国泰丁顿一个毫不起眼的白色建筑内，是英国国家物理实验室（NPL）的所在地。它看起来不像装满水银或有色酒精的细长管子。相反，它是一个铜制容器，大约有一个大哈密瓜的大小，里面充满了稀释的超纯氩气，并镶嵌着麦克风和微波天线，由金刚石尖端车床精确成形，使其半径的变化仅约为12层铜原子厚度。然而，这个温度计的目的并非真正测量温度。相反，来自这个和其他类似设备的新结果可能很快使科学家能够完全重新定义温度，并使其与米和其他国际标准计量单位保持一致。
该设备实际测量的是能量（以焦耳为单位测量）与温度（以国际标准单位开尔文为单位测量）之间的关系。这种关系用玻尔兹曼常数表示，在理想的世界中，它将成为开尔文的理想物理基础。它之所以不是，纯粹是历史的偶然，因为我们星球的大部分表面都被液态水覆盖，这是一种在众所周知的温度阈值下方便地变成冰或蒸汽的物质。
由于我们对温度的标准概念与水的这些相变密切相关，原则上我们目前只确切知道两个温度：绝对零度（原子运动停止的温度）和273.16开尔文。后一个温度是所谓的水的三相点，它可以稳定地以冰、液体和蒸汽的形式存在。1954年，一项国际协议将开尔文定义为绝对零度和水的三相点之间差值的1/273.16。
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世界各地的所有温度计最终都根据此三相点温度进行校准，该三相点温度本身是使用特殊构建的三相点电池进行校准的，这些电池填充了精心调配的具有特定氢氧同位素比率的水混合物。（国际标准组织将其称为维也纳标准平均海水。）该系统通常运行良好——最近对来自欧洲各地的三相点电池的比较显示，它们之间的温度变化仅为约百万分之二十开尔文——但对于远离水的三相点的温度，例如在低温系统或恒星内部发现的温度，它开始失效。极低或极高的温度必须使用诸如铜的凝固点或通过电阻器波动的电噪声等标准进行测量，所有这些都必须以不同的不确定性和近似程度循环地与水的三相点联系起来。
“开尔文没有将温度直接与能量联系起来，这真是太荒谬了，”领导世界纪录温度计团队的NPL计量学家迈克尔·德·波德斯塔说。“这种情况的发生仅仅是因为人们在知道温度实际上是什么之前，在知道温度只是原子和分子在嗡嗡作响之前就开始测量温度了。既然我们现在更了解了，并且有机会纠正它，我们就应该这样做。”
为了实现这个目标，德·波德斯塔和英国克兰菲尔德大学和苏格兰大学环境研究中心的的研究人员在过去五年中建造并改进了他们的温度计。它在技术上是一个“声学谐振器”——当特定频率的声音通过其麦克风输入时，它会像铃铛一样响起。通过将这种声学共振与容器的半径（通过微波测量）进行比较，德·波德斯塔和他的团队可以确定充气空腔内的声速，从而确定氩分子运动的平均速度——即它们包含多少动能。通过在水的三相点273.16开尔文的温度下进行所有这些操作，德·波德斯塔和他的团队对玻尔兹曼常数进行了迄今为止最精确的测量，将其固定在1.38065156（98）X 10-23焦耳/开尔文。该“(98)”是对前两位数字的统计不确定性度量，对应于百万分之0.7 (ppm)的不确定性。该团队的研究结果于7月11日发表在《计量学》杂志上。
“这告诉您能量的变化量与一度温度变化之间的关系，”德·波德斯塔解释说。“我们希望最终通过国际协议，我们的测量结果和其他测量结果将‘固定’玻尔兹曼常数，以便此后我们永远将温度定义为每度开尔文一定数量的焦耳。”
法国塞夫尔国际计量局的计量学家和前高级官员理查德·戴维斯指出，目前正在开展更广泛的工作，以将其他公制单位与基本物理常数联系起来，而不是任意物体或材料，并表示重新定义最早可能在2014年正式确定。“米过去是由法国这里的一根铂铱棒定义的，但自20世纪80年代以来，它是由光在真空中的速度在特定秒数的分数内定义的，”他说。“这是一个尾巴摇狗的例子——我们确定了秒的分数以保持米不变。 千克、开尔文、安培和其他单位的重新定义即将到来，但由于单位本身没有改变，这对于几乎所有人都是不可见的，除了那些在最高精度水平上工作的人。”
然而，在对开尔文进行任何正式更改之前，每个人都必须同意德·波德斯塔及其合作者测量的玻尔兹曼常数的准确性。美国、中国、法国、意大利和德国的团队都有测量该常数的项目。特别是，2010年，法国国家计量实验室的洛朗·皮特也使用一个充满氩气的声学谐振器，宣布了玻尔兹曼的测量结果，其相关不确定性为1.24 ppm——比德·波德斯塔的结果大0.54 ppm。这些测量之间的不确定性的显着差异尚未得到解决。皮特拒绝就本文讨论他的研究结果。
马里兰州盖瑟斯堡国家标准与技术研究所的计量学家迈克尔·莫尔多弗于1988年率先进行了玻尔兹曼常数的第一次高精度声学谐振器测量，他赞扬了德·波德斯塔和皮特两个小组的工作，但表示两个竞争激烈的团队之间缓慢酝酿的愤怒现在正在阻碍科学进步。“很难让他们合作，但我一直在向他们施加压力，因为人们需要解决这个问题才能促进该领域的健康发展，”他说。
与此同时，全球计量学家团体将继续他们艰苦的工作，从他们越来越精确的观测中剔除越来越小的不确定性，使我们世界所衡量的标准越来越接近一个难以捉摸——且无法实现的理想。虽然他的团队的声学测温的实际应用可能会出现，例如检测天然气中的杂质，但德·波德斯塔承认，这项探索的前沿现在在很大程度上已经远远超出了日常生活中的实际问题，进入了崇高的美学领域。“我喜欢认为这是对未来的一份美丽而优雅的礼物，人们在100年后会回顾并欣赏它，”他说。“现在，没有实业家来敲我的门说，‘看在上帝的份上，对开尔文做点什么吧！’但我们不知道这种准确性和精度在未来可能会有什么用处。现在，你不会三思而后行，这是因为像我这样的人。我们担心这些事情，这样你就不用担心了。”