在接近絕對零度的極限賽道上，中國科學家又把紀錄向前推進了一步。記者從中國科學院空間應用工程與技術中心獲悉，利用中國空間站超冷原子物理實驗櫃，我國科學家率先採用全光阱冷卻技術，將銣原子雲的等效溫度降至9.7皮開爾文，較室溫降低14個數量級，並可持續觀測7秒，打破人類迄今低溫紀錄，制備出目前已知最冷人造物質，向絕對零度邁進一大步。成果論文於6日在線發表於《科學》。

9.7皮開爾文有多冷？1皮開爾文等於一萬億分之一開爾文，絕對零度是理論上的最低溫度。這團原子雲僅比絕對零度高約9.7皮開爾文。在空間站微重力環境下，原子不會被重力“拉下來”，隻需極弱束縛就能完成冷卻，溫度更低，觀測時間更長。科學家用全光阱“囚禁”原子雲，降低光強進行蒸發冷卻，讓能量較高的原子先“離開”，再用非絕熱擴散深度冷卻，最終實現突破。

與國際磁阱方案相比，中國的光阱方案難度更大，但優勢明顯：它擁有更多可用的光學通道，對磁場干擾不敏感，對多種量子模擬實驗具有兼容性，工程可靠性與科學擴展性更優。方案確定后，團隊歷經多年，完成極高真空度物理系統、高功率光纖激光器、長期連續激光穩頻、高精度集成物理光機等關鍵技術攻關，將地面20立方米、重10噸的實驗系統集成到0.7立方米、重0.5噸的實驗櫃中。項目從2011年論証，到2022年研制成功、隨夢天實驗艙發射，到如今取得重大突破，歷時15年。

當原子被冷卻至接近絕對零度，就會跳出日常的物理規律，量子規律從微觀粒子“浮現”為可觀測、可調控的物質形態，這為量子模擬提供純淨、靈活平台，也為高精度原子鐘、原子干涉慣性測量、量子計算等提供關鍵支撐。該成果有望推動極低溫量子氣體相變、非平衡動力學、量子多體關聯等基礎研究，以及早期宇宙模擬、超輕暗物質探測等前沿課題﹔應用上可服務地球重力場測量、慣性導航及基本物理常數檢驗。

《科學》審稿人評價：“該工作成果是超冷原子精密操控的重要裡程碑。對基礎物理研究及空間導航、地球觀測等應用有重要價值，刷新了超低溫膨脹的最高紀錄。”

據悉，該項目在中國載人航天工程辦公室、中國科學院的領導支持下，在工程各大系統大力協同下，由中國科學院空間應用工程與技術中心牽頭論証管理集成、北京大學與中國科學院上海光學精密機械研究所聯合完成。(本報記者 崔興毅 晉浩天)