中国空间站制备出已知最冷物质 迈向绝对零度新突破。中国空间站近日在梦天舱的超冷原子物理实验柜中，成功将铷原子云冷却至9.7皮开尔文，即千分之一开尔文，比室温低14个数量级。这一温度仅能稳定观测7秒，但已刷新了此前国际科研团队38皮开尔文的纪录，成为目前人类已知最冷的人造物质。
温度的本质是原子的热运动，原子跑得越慢，温度就越低。在地面上，重力会拉扯原子云向下坠落，为了实现深度冷却需要施加强烈束缚，这反而引入多余能量，限制了温度进一步降低，地面观测时间通常只能维持0.05秒。而在空间站微重力环境中，原子云可以自由漂浮，只需极弱的约束就能实现深度冷却。
这个藏在空间站里的“超级冰箱”是科研人员的杰作。原本地面一间房屋大小、重达10吨的实验系统被压缩成0.7立方米、0.5吨重的空间科学实验设施。工程挑战在于，在航天级严苛要求下整合多项尖端技术，包括原子物理学、激光技术、精密光学设计、超高真空技术、自动控制技术和航天工程学等。
例如，研究人员需要将二十几束激光精确汇聚到一个几十微米的原子云上，误差不能超过5微米，大约是头发丝粗细的十分之一。这种复杂精密的仪器还需满足航天高集成、低功耗和高可靠性的要求，并通过航天级试验才能发射到空间站。此次超冷原子物理实验的成功也证明了工程研制的成功。
不同于国际通行的原子芯片磁阱路线，中国团队选择了难度更高的全光阱冷却技术，抗磁场干扰且适配光晶格实验，拓展能力更强。从论证到在轨取得成果，项目经历了15年的努力，几代科研人员接续攻关。
当原子被冷却到接近绝对零度时，会出现玻色-爱因斯坦凝聚这类奇妙的宏观量子现象。无序乱跑的原子变成整齐划一的“量子仪仗队”。7秒的观测窗口相比地面实现了百倍提升，为捕捉微弱的新奇物理现象提供了充足时间。
这一成果不仅具有科学意义，还将在应用方面发挥作用。它有助于解决极低温下量子气体的相变、非平衡动力学、量子多体关联等基础物理问题，推动早期宇宙模拟、超轻暗物质探测等前沿课题的研究。此外，超低温原子可用于更高精度的原子干涉仪、量子传感器和空间时频基准，服务于地球重力场测量、惯性导航及基本物理常数检验，未来将有助于提升我国在空间量子科技领域的国际竞争力。
相关论文发表于国际学术期刊《科学》。审稿人评价这项工作代表了超低温膨胀领域的最高水平。昔日的纪录保持者也对中国方案表示惊叹。中国载人航天工程空间应用系统总指挥王强表示，欢迎全世界科学家利用中国空间站这一顶尖超冷原子实验平台进行研究，共同探索宇宙与微观世界的奥秘。
