中国空间站创下已知最冷物质纪录：9.7皮开尔文

中国科学家利用天宫空间站梦天实验舱内的超冷原子实验柜，将一团铷原子云冷却到相当于九点七皮开尔文的温度，创下已知最冷物质纪录。相关研究成果于11月5日在线发表于国际学术期刊科学杂志，中国科学院空间应用工程与技术中心于11月6日对外公布了这一成果。研究团队表示，这是人类迄今创造出的最冷物质，温度仅比绝对零度高出约一万亿分之九点七度。

一皮开尔文等于一万亿分之一开尔文，九点七皮开尔文相当于零下二百七十三点一五摄氏度以上约一万亿分之九点七度。研究团队指出，这一温度并非温度计直接测得的读数，而是根据原子云释放后扩散速度推算出的等效温度，描述的是原子本身的动能状态，并不意味着实验设备或空间站本身达到了这一温度。相关表述来自论文作者和期刊方面的公开说明。

实验在梦天实验舱的冷原子物理实验柜中进行，团队由北京大学、上海光学精密机械研究所和中国科学院空间应用工程与技术中心的研究人员组成。实验将约两万个铷八十七原子冷却形成玻色—爱因斯坦凝聚态，并在释放后连续观测其自由扩散达七秒之久。相关论文题为太空中的十皮开尔文以下量子气体，通讯作者包括周小计、陈伟标和陈徐宗等人。

事件经过

11月5日，科学杂志在线发表了中国研究团队的论文，题为太空中的十皮开尔文以下量子气体。论文报告称，研究团队在天宫空间站上将铷原子云冷却到等效温度九点七皮开尔文，不确定度为正三点二、负二点七皮开尔文，即温度范围在七点零至十二点九皮开尔文之间。这一结果低于此前已知的最低纪录，相关数据来自论文摘要和正文。

11月6日，中国科学院空间应用工程与技术中心对外公布了这一成果。中心方面表示，实验使用的冷原子物理实验柜随梦天实验舱于2022年10月31日发射升空，此后一直正常运行。项目的前期可行性研究始于2011年，经过十余年研制，最终在空间站微重力环境下完成了这项实验。

实验的具体过程是，研究人员首先在光阱中将约两万个铷八十七原子冷却，形成玻色—爱因斯坦凝聚态。在这种状态下，数千个原子失去个体性，像同一个量子波一样行动。随后，研究人员关闭囚禁势场，让原子云自由扩散，并通过观测其扩散速度推算出等效温度。由于空间站的微重力环境减弱了束缚原子的作用力，团队得以将原子云观测长达七秒，远超地面实验室的观测时长。

与此前纪录相比，新纪录的幅度较为明显。此前最低的等效温度为三十八皮开尔文，由德国不来梅大学团队于2021年在落塔微重力实验中取得。美国国家航空航天局在国际空间站上的冷原子实验室于2022年达到五十二皮开尔文。新纪录约为此前纪录的四分之一，不到国际空间站纪录的五分之一，相关对比来自论文和期刊方面的公开说明。

各方反应

科学杂志同期刊发了相关评述文章，介绍了这项实验的意义。评述指出，这项纪录的价值不在于数字本身，而在于它带来的观测条件。在如此低温下，原子扩散速度极慢，研究团队得以在释放后观测原子云长达七秒，为未来的量子模拟和精密测量实验提供了更长的观测窗口。评述同时提醒，这项结果来自单一实验装置，尚未经过独立复现。

中国科学院方面表示，这项成果显示紧凑型全光学冷原子系统已在轨正常工作，具备极低温度和长观测窗口的实验能力。中心方面强调，九点七皮开尔文描述的是原子云本身的等效温度，实验柜和空间站本身的温度远高于这一数值，公众不应误解为整个空间站被冷却到接近绝对零度。

国际同行对这项实验给予了关注。相关报道指出，超冷原子实验是量子科技的重要前沿方向，可用于量子模拟、精密测量和引力检验等研究。研究团队在论文中讨论了未来可能开展的实验方向，包括量子模拟和引力测试，但这些应用属于展望内容，并未在这次实验中得到验证，相关表述以论文原文为准。

航天界人士指出，中国空间站的冷原子实验柜自2022年发射以来，已成为天宫空间站上重要的科学实验装置之一。这次创纪录的实验结果，显示中国空间站的科学实验能力正在持续提升，未来还将开展更多空间科学实验，相关进展以官方公布为准。

背景影响

本次实验的背景，是中国空间站进入常态化科学实验阶段。天宫空间站由天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱组成，梦天实验舱于2022年10月发射升空，搭载了多个科学实验柜。冷原子物理实验柜是其中之一，专门用于在微重力环境下开展超冷原子物理研究。地面实验室受重力影响，原子云会快速下落，观测时间有限，空间站的微重力环境为这类实验提供了独特条件。

从科学意义看，玻色—爱因斯坦凝聚态是物质的一种特殊状态，在接近绝对零度时出现。科学家通过研究这种状态，可以探索量子力学的基本规律，模拟复杂量子系统，并开展高精度测量。极低温度意味着原子热运动极慢，量子效应更加明显，实验精度也随之提高。这次实验将等效温度推进到十皮开尔文以下，为相关研究打开了新的窗口。

同一时期，中国航天发射活动也在持续进行。11月5日二十三时五十八分，长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，将遥感五十一号零七星、零八星和零九星送入预定轨道。这次发射是长征系列运载火箭的第六百七十五次飞行任务，三颗卫星主要用于科学实验和电磁环境探测。发射活动与空间站实验成果同日公布，显示中国航天事业在载人航天和卫星发射两个方向同时推进。

展望未来，研究团队表示，超冷原子实验柜将继续在空间站上开展实验，探索量子模拟、精密测量等应用。至于相关应用何时能够取得实质性突破，仍需更多实验验证。科学界普遍认为，从基础物理实验到实际应用之间还有很长的路要走，相关进展以论文和官方公布为准。

从实验技术看，这次突破的关键在于全光学囚禁与微重力环境的结合。地面实验室通常使用磁阱或光阱囚禁原子，但重力会使原子云快速下落，观测窗口只有几十毫秒到一两秒。空间站的微重力环境让原子云可以缓慢扩散，研究人员得以连续观测七秒，从而更精确地推算等效温度。论文作者表示，冷原子物理实验柜采用全光学方案，结构紧凑，适合在空间站长期运行。这一技术路线与国际空间站冷原子实验室的磁阱方案有所不同，两种方案各有优势，未来可能形成互补。值得注意的是，九点七皮开尔文的不确定度范围较宽，从七点零到十二点九皮开尔文，相对误差约为三成，说明极低温度的精确测量本身仍具挑战。研究团队表示，未来将通过改进实验方案，进一步提高测量精度，并尝试开展更长时间的观测，相关成果将通过学术期刊陆续公布。

权威一手来源

本文主要依据科学杂志11月5日在线发表的论文太空中的十皮开尔文以下量子气体、中国科学院空间应用工程与技术中心的公开通报、新华社的相关报道，以及中国航天科技集团关于长征二号丙发射任务的官方声明撰写。温度数据、不确定度和观测时长均来自论文原文，发射时间、地点和任务编号来自官方声明，具体信息以官方公布为准。

本文信息核验于2026年11月8日。

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