已知宇宙中最精确的温度计看起来一点也不像温度计。它是一个哈密瓜大小的铜制容器，里面充满了超纯氩气，并装有麦克风和微波天线。这个装置位于英国泰丁顿国家物理实验室（NPL）的校园内，然而，它的目的不仅仅是测量温度。相反，该设备和类似的设备可能使科学家能够彻底改革温度的概念，并从基础物理学的角度重新定义它。
该计划的基础是通过物理常数将温度与能量联系起来。今天，国际标准温度单位开尔文是基于水的特性，但科学家们希望使其与其他测量单位保持一致，这些单位已经从宏观世界的变幻莫测中解放出来。秒现在由铯原子的振荡定义；米与真空中光速有关。“开尔文没有直接将温度与能量联系起来，这太荒谬了，”领导研究团队的迈克尔·德波德斯塔说。
NPL 设备测量玻尔兹曼常数，该常数将能量变化与温度变化联系起来。德波德斯塔的团队及其竞争对手希望充分确定该常数，以便将一个开尔文与一定数量的焦耳能量联系起来。
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这种新型温度计——在技术上被称为“声学谐振器”——当物理学家将某些声频输入其麦克风时，会像铃铛一样鸣响。研究人员可以从声共振中确定充气腔内的声速，从而确定氩分子的平均速度——即它们的动能。今年 7 月，德波德斯塔的团队在《Metrologia》杂志上报告了迄今为止对玻尔兹曼常数的最精确测量。
当前的温度定义利用了水的相变。一个关键阈值是所谓的“三相点”，即 273.16 开尔文，在该温度下，水冰、液态水和水蒸气可以共存。1954 年，一项国际协议将开尔文定义为绝对零度和水三相点之间差值的 1/273.16。
1954 年的定义在一般情况下效果良好，但对于极端温度（例如恒星内部的温度）开始失效。“这种情况的发生只是因为人们在知道温度的实际含义之前很久就开始测量温度，在温度被认为只是原子和分子在周围嗡嗡作响之前，”德波德斯塔评论道。“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。”