中国科学家在天宫空间站将铷原子冷却至9.7皮开尔文

根据发表在《科学》杂志上的结果，中国科学家在天宫空间站上将一团铷原子冷却至9.7皮开尔文，并保持其稳定供观测长达七秒。

该实验在中国空间站上的超冷原子物理机柜中进行。该项目于2011年开始可行性研究，其实验系统于2022年随梦天实验舱发射升空。该项目由中国科学院空间应用工程与技术中心组织，由北京大学和中国科学院上海光学精密机械研究所（SIOM）完成。

实验过程

此前的纪录是38皮开尔文，由德国团队于2021年创造。中国团队使用全光阱来束缚原子云，随后降低激光强度通过蒸发进一步冷却，最后应用了一种称为非绝热扩散的深度冷却步骤。

与国际上使用的磁阱方法相比，中国的方法对磁干扰的敏感度较低，在太空中更容易精确控制，并且拥有更多的光学访问通道。因此，它兼容更广泛的量子模拟实验。

为了实现这一目标，团队将地面约20立方米、重达10吨的实验系统集成到一个仅0.7立方米、重0.5吨的机柜中，克服了超高真空系统、高功率光纤激光器、长期激光频率稳定和高精度光学集成等关键挑战。

观测时间与应用

地面实验只能观测原子约0.05秒，国际空间站约为1秒，而中国空间站现在可达7秒。

“我们能观测的时间越长，就越有可能发现新的、更微弱的物理现象，”该论文的共同第一作者熊伟说。

中国科学院上海光学精密机械研究所研究员陈卫标表示，这一成就有助于科学家在极低温下研究相变、非平衡动力学和量子多体关联，并支持早期宇宙模拟和超轻暗物质探测的研究。

中国载人航天工程空间应用系统总设计师吕聪敏表示：“我们欢迎来自世界各地的科学家利用中国空间站上的超冷原子物理机柜开展实验研究，为科学界做出新的贡献。”

意义

• 该成果已发表在《科学》杂志上。
• 此前的纪录是38皮开尔文，由德国团队于2021年创造。
• 原子云在天宫空间站保持了七秒的稳定。
• 该技术可支持高精度原子钟、原子干涉惯性测量和量子计算。

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来源（英文）

• scmp.com: Chinese scientists chill atoms to record low on Tiangong space station | South China Morning Post
• bignewsnetwork.com: China sets world record for coldest temperature aboard space station

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