中国空间站刷新人类低温纪录

中国空间站近期取得一项突破性成果，利用超冷原子物理实验柜，成功将铷原子云的等效温度降至9.7皮开尔文。这一温度较室温降低了14个数量级，是目前人类已知的最低温度纪录，相关论文已发表于国际学术期刊《科学》。

一发生了什么

此次实验依托中国空间站梦天舱内的超冷原子物理实验柜进行。科研团队采用了全光阱冷却技术，将铷原子云冷却至接近绝对零度的状态。皮开尔文是极微小的温度单位，1皮开尔文等于一万亿分之一开尔文。

9.7皮开尔文意味着铷原子云的温度仅比绝对零度高出一百亿分之一摄氏度左右。此前，德国科研团队在2021年创造的纪录为38皮开尔文，中国团队的成果将这一数字压低至四分之一左右，并将观测窗口延长至7秒。

二关键细节

实验在微重力环境下完成，这是突破地面极限的关键。在地面上，重力会使原子云迅速下坠，要维持悬浮就必须施加更强的束缚场，而束缚场本身会引入额外能量，限制温度进一步下探，地面类似实验的稳定观测时间通常仅约0.05秒。空间站的微重力条件让原子云得以近乎自由地漂浮，仅需极弱的光学约束即可实现深度冷却。

实验系统本身是一项高度集成的工程成果。地面实验装置原本占地约20立方米、重达10吨，科研人员将其压缩至0.7立方米、约500公斤，装入空间站实验柜中。二十余束激光需要汇聚到直径仅几十微米的原子云上，对准误差控制在5微米以内，约为一根头发丝直径的十分之一，同时满足航天级高集成、低功耗与可靠性要求。

三为什么重要

在接近绝对零度的条件下，铷原子云进入玻色-爱因斯坦凝聚态，原本无序热运动的原子呈现出宏观量子行为。此次制备的凝聚体包含约2.0×10⁴个原子，是首次在微重力环境下利用全光阱实现量子简并气体。

更低的温度和更长的自由演化时间，为研究极低温量子气体的相变、非平衡动力学与多体关联等基础问题提供了地面难以复现的实验平台。这也有助于推动早期宇宙模拟、超轻暗物质探测等前沿方向。在应用层面，超冷原子可用于研制更高精度的原子干涉仪、量子传感器与空间时频基准，服务于重力场测量、惯性导航及基本物理常数检验。

《科学》审稿人评价称，这项工作代表了超低温膨胀领域当前的最高水平。