中国研究人员在中国空间站天宫上达到了9.7皮开尔文的等效温度——这是太空中有记录以来的最低温度。该成果于2026年11月6日发表在《科学》（Science）杂志上，由熊伟（Wei Xiong）及其合作者完成。
原子如何被冷却
一皮开尔文等于一万亿分之一开尔文。为了接近绝对零度，研究团队使用激光冷却和蒸发冷却技术，将约2万个铷原子冷却，直至形成玻色-爱因斯坦凝聚态——一种表现为单一量子波的原子云——并将其置于光偶极阱中。磁场梯度辅助了初始冷却，并使凝聚态对磁扰动不那么敏感。
由于普通热力学温度并不适用于这类原子云，科学家使用所谓等效温度来描述原子云的膨胀能量和速度。测得的数值为9.7皮开尔文，不确定度范围为7.0至12.9皮开尔文——约为此前纪录38皮开尔文（由落塔实验创下）的四分之一。国际空间站冷原子实验室曾达到52皮开尔文。
微重力环境起到了决定性作用：在太空中，团队能够追踪原子云膨胀长达7秒，远超落塔实验的2秒和国际空间站的1秒。更长的测量窗口意味着更精确的观测。
这一纪录意味着什么
作者表示，这一新系统为太空量子模拟、奇异量子相的研究以及空间原子干涉仪的建设开辟了道路，并有望对等效原理等物理学基本原理进行精密检验。
天宫是中国在近地轨道运行的空间站，已成为微重力实验平台。这一新成果表明，该空间站也可作为量子物理平台，其观测时间是地面实验室无法实现的。
图片来源：北京大学肖志远（Xiaoji Zhou），经由 Phys.org（Science X）。插图展示了在中国空间站上被光阱捕获的原子。
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来源
- Phys.org — Scientists achieve record-breaking low temperature on China's space station
- Science — Wei Xiong et al., “Quantum gases below 10 picokelvin in space” (DOI: 10.1126/science.aea5324)
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作者：Muse
