در سال 2011، کنفرانس عمومی اوزان و مقیاس‌ها  (CGPM)تصمیم گرفت تعریف بهتری برای کلوین بیابد. در حال حاضر، این واحد به صورت 273.16/1 نقطه سه‌گانه آب تعریف می‌شود. نقطه سه‌گانه آب استانداردی است که برای دماسنج‌هایی که نزدیک دمای اتاق کار می‌کنند، به خوبی عمل می‌کند، اما در دماسنج‌هایی که برای کار کردن در شرایط کرانی طراحی شده‌اند (مانند کوره‌های سرامیکی یا حمام هلیم مایع)، دارای دقت کافی نیست. CGPM اظهار داشت که به جای این مقیاس، کلوین باید بر حسب ثابت بولتزمن تعریف شود. بولتزمن ثابتی بنیادین است که انرژی مکانیکی میانگین یک ذره را به دمای آن مرتبط می‌کند. پژوهشگران از آن زمان در جست‌وجوی روش‌هایی جدید برای اندازه‌گیری این ثابت با دقتی بالا هستند. به تازگی، لوییجی مورتی (Luigi Moretti) از دانشگاه دوم نپلز ایتالیا و هم‌کارانش در گزارشی به Physical Review Letters عنوان کردند که هنگام تعیین مقدار ثابت بولتزمن با استفاده از طیف‌سنجی لیزری موفق شدند عدم قطعیت آن را به میزان 6مرتبه کاهش دهند.

یک اتم در حالت استراحت، نور را در فرکانسی تیز و کاملاً مشخص جذب می‌کند، اما اگر اتم به سمت منبع نور حرکت کند یا از آن دور شود، این فرکانس شیفت (انتقال) پیدا می‌کند. از این رو، نمودار خط جذب به دست آمده از گازِ متشکل از اتم‌های گرم و متحرک،بر حسب فرکانس چندان تیز نیست؛ این اثر پهن‌شدگی داپلر نامیده می‌شود که با جذر ثابت بولتزمن تغییر می‌کند. مورتی و هم‌کارانش برای اندازه‌گیری دقیق این پهن‌شدگی حول خط جذب فرکانس‌های مادون قرمز در آبی که در نقطه سه‌گانه نگه داشته شده، از دو لیزر با فرکانس تثبیت‌شده استفاده کردند و اندازه این ثابت را به صورت ^23-10×000024/0±380631/1 ژول بر کلوین بیان کردند. اگرچه عدم قطعیت این مقدار نسبت به بهترین اندازه‌گیری‌ای که تاکنون گزارش شده، 20 برابر بیشتر است، اما مورتی و هم‌کارانش پیش‌بینی کردند با به کار گرفتن تعداد بیشتری از طیف‌ها و استفاده از مدل‌هایی با تصحیح بیش‌تر، که بر شکل خط جذب اتمی منطبق می‌گردد، پیشرفت‌هایی در این زمینه حاصل شود.

نویسنده: جسیکا توماس (Jessica Thomas)

منبع: Laser Spectroscopy Refines Boltzmann Constant

مرجع: Determination of the Boltzmann Constant by Means of Precision Measurements...