人类低温纪录被打破！

在接近绝对零度的极限赛道上，中国科学家又把纪录向前推了一步。记者从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉，利用中国空间站超冷原子物理实验柜，我国科学家率先采用全光阱冷却技术，将铷原子云的等效温度降至9.7皮开尔文，较室温降低14个数量级，并可持续观测7秒，打破人类迄今低温纪录，制备出目前已知最冷人造物质，向绝对零度迈进一大步。成果论文《太空中低于10皮开尔文的量子气体》11月6日在线发表于《科学》。

9.7皮开尔文有多冷？1皮开尔文等于一万亿分之一开尔文，绝对零度是理论上的最低温度。这团原子云仅比绝对零度高约9.7皮开尔文。在空间站微重力环境下，原子不会被重力“拉下来”，只需极弱束缚就能完成冷却，温度更低，观测时间更长。科学家用全光阱“囚禁”原子云，降低光强进行蒸发冷却，让能量较高的原子先“离开”，再用非绝热扩散深度冷却，最终实现突破。

与国际“磁阱”方案相比，中国的“光阱”方案难度更大，但优势明显：它拥有更多可用的光学通道，对磁场干扰不敏感，对多种量子模拟实验具有兼容性，工程可靠性与科学扩展性更优。方案确定后，团队历经多年，完成极高真空度物理系统、高功率光纤激光器、长期连续激光稳频、高精度集成物理光机等关键技术攻关，将地面20立方米、重10吨的实验系统集成到0.7立方米、重0.5吨的实验柜中。项目从2011年论证，到2022年研制成功、随“梦天”舱发射，如今取得重大突破，历时15年。

将原子冷却至接近绝对零度，能使原子德布罗意波波长变长到可观察尺度，原子云相干性大大增强，量子规律从微观粒子“浮现”为可观测、可调控的物质形态，为量子模拟提供纯净、灵活平台，也为高精度原子钟、原子干涉惯性测量、量子计算等提供关键支撑。该成果有望推动极低温量子气体相变、非平衡动力学、量子多体关联等基础研究，以及早期宇宙模拟、超轻暗物质探测等前沿课题；应用上可服务地球重力场测量、惯性导航及基本物理常数检验。

《科学》审稿人认为，“该工作成果是超冷原子精密操控的重要里程碑。对基础物理研究及空间导航、地球观测等应用有重要价值，刷新了超低温膨胀的最高纪录。”

据介绍，该项目在中国载人航天航天工程办公室、中国科学院的领导支持下，在工程各大系统大力协同下，由中国科学院空间应用工程与技术中心牵头论证管理集成、北京大学与中国科学院上海光学精密机械研究所联合完成。

（光明日报）