中国空间站将铷原子云冷却至9.7皮开尔文，全光阱实验实现7秒观测

据IT之家11月6日援引新华社报道，中国科学院空间应用工程与技术中心依托中国空间站梦天舱超冷原子物理实验柜，将铷原子云的等效温度降至9.7皮开尔文，并实现持续7秒的稳定观测。据报道，这一结果刷新了人类已知最低温度纪录，相关论文《太空中低于10皮开尔文的量子气体》发表于《科学》。

低温纪录之外，观测时间同样关键

皮开尔文是极小的温度单位，1皮开尔文等于万亿分之一开尔文。9.7皮开尔文意味着实验对象已极其接近绝对零度，但并未达到这一热力学温度下限。这里的温度描述的是铷原子云的等效温度，并不是空间站舱内环境的温度。

来源显示，此前纪录由德国科研团队于2021年创造：通过原子芯片磁阱方案，铷原子云达到38皮开尔文，自由膨胀时间约2秒。此次中国团队把温度降至此前的约四分之一，同时将稳定观测窗口延长至7秒，为捕捉微弱物理信号留出更多时间。

• 实验对象：包含约2万个原子的玻色－爱因斯坦凝聚体。
• 测量结果：等效温度为9.7皮开尔文，不确定度为+3.2/−2.7皮开尔文。
• 技术突破：据论文摘要，这是首次在微重力环境下利用全光阱实现量子简并气体。

微重力与全光阱，如何共同突破限制

在地面实验中，原子云会因重力迅速下落；若用更强的束缚场维持悬浮，又会引入额外能量，制约进一步降温。来源称，地面类似实验的稳定观测时间通常仅约0.05秒。空间站的微重力环境降低了对强束缚的依赖，使原子云能在极弱光学约束下接受深度冷却。

此次采用的全光阱方案，通过聚焦激光束构建势阱，与原子芯片磁阱路线不同。其优势是对磁场干扰不敏感，也便于衔接后续光晶格实验。对科研平台而言，这不仅是一次温度指标突破，也为扩展实验类型提供了条件。

装置小型化同样体现了工程难度。科研人员将原本约20立方米、重约10吨的地面装置，压缩到0.7立方米、约500公斤。系统需要让二十余束激光汇聚到直径仅几十微米的原子云，对准误差控制在5微米以内，同时满足航天环境对功耗、集成度和可靠性的要求。

产业解读：先拓展基础研究，再支撑精密测量

这项成果的近期价值，首先是提供地面难以复现的量子实验条件。接近绝对零度时，原子热运动受到显著抑制，凝聚体呈现宏观量子行为。更低温度与更长自由演化时间，有助于研究量子气体相变、非平衡动力学和多体关联，并为早期宇宙模拟、超轻暗物质探测等方向提供实验基础。

从科技应用看，精密测量是比消费级产品更直接的关联方向。超冷原子可用于原子干涉仪、量子传感器和空间时频基准，面向重力场测量、惯性导航及基本物理常数检验。但此次成果仍属于基础科研与空间实验平台突破，不能直接等同于相关应用已经成熟。