“2017年，美国记者写过标题，说宇宙中最冷的那个点，在NASA的冷原子实验室，但今天站在这里，我想说，宇宙中最冷的点，应该在中国的空间站。”在北京举行的中国空间站成果发布会上，北京大学电子学院教授周小计说。

在空间站超冷原子物理实验柜中，中国科学家率先利用全光阱冷却技术，成功将铷原子云的等效温度降至9.7皮开尔文（pK，一万亿分之一开尔文），并可持续观测7秒。这打破了人类迄今为止的低温纪录，制备出目前已知最冷人造物质——铷原子云。中国载人航天工程空间应用系统已宣布，将向包括港澳在内的全球科学家开放这一“超级冰箱”前沿平台，当前香港中文大学团队已提出首个合作计划。\大公报记者 刘凝哲

该项目在中国载人航天工程办公室、中国科学院的领导支持下，由中国科学院空间应用工程与技术中心牵头论证管理集成、北京大学与中国科学院上海光学精密机械研究所联合完成。项目从2011年开始论证，到2022年研制成功、随“梦天”舱发射，如今取得重大突破，历时15年。该项工作成果论文《太空中低于10皮开尔文的量子气体》于11月6日在线发表于国际期刊《科学》。

可用于地球重力场高精度测量

最冷，究竟意味着什么？

原子在永不停歇地做无规则热运动，温度的降低意味着运动速度的减慢。只有降低至接近绝对零度（0开尔文，即零下273.15摄氏度）时，原子才被“冻”到几乎静止。当原子温度被降低至纳开尔文（十亿分之一开尔文）量级甚至更低、且密度足够高时，它会呈现玻色——爱因斯坦凝聚等宏观量子现象——原子们不再无规则地乱跑，而形成了一支整齐划一的“仪仗队”。这有助于科学家研究前沿物理问题，开展精密测量、量子计算、量子模拟等领域的研究应用。

周小计说，“在空间站的微重力环境，可以在低于1赫兹的阱中捕获到原子，从而为我们开展极低温原子的量子模拟和量子精密测量提供了可能。”

创造最新纪录的中国空间站“超级冰箱”，是由上海光机所牵头研制的超冷原子物理实验系统。论文共同通讯作者、上海光机所研究员陈卫标介绍，这一装置能帮助解决极低温下量子气体的相变、非平衡动力学、量子多体关联、低维量子物理等基础物理问题，推动对早期宇宙模拟、超轻暗物质探测等前沿课题的研究；超低温原子可用于更高精度的原子干涉仪、量子传感器和空间时频基准，服务于地球重力场测量、惯性导航及基本物理常数检验。

《科学》审稿人评价，该工作“是超冷原子精密操控的重要里程碑，对基础物理研究及空间导航、地球观测等应用有重要价值，刷新了超低温膨胀的最高纪录”。

在中国空间站超冷原子物理实验柜重大成果公布的同时，中国载人航天工程空间应用系统正式宣布，将向包括港澳在内的全球科学家开放这一前沿平台。大公报记者获悉，当前香港中文大学团队已提出首个合作计划，有望产出“超级冰箱”与香港科学界合作的首个成果。

中国载人航天工程空间应用系统总设计师、中国科学院空间应用中心副主任吕从民表示：“欢迎大家到中国空间站的超冷原子物理实验柜开展实验研究，共享实验机会，共同为人类科技进步作出新的贡献。”

未来2至3年持续产出成果

上海光机所研究员李唐向大公报记者表示，香港中文大学团队已与他们取得联系，提出一项合作想法，这是该实验柜首次与香港团队开展合作。据报道，港中大物理系长期从事超冷原子与分子方面的研究，这与空间站超冷原子物理实验柜的研究方向高度契合。

对于两地科学家在空间站超冷原子物理实验柜开展合作的模式，李唐介绍，主要是由香港科学家提出研究想法后，团队先在地面镜像系统上完成演示，验证初步结果；随后将实验流程编成软件指令，发送至空间站超冷原子柜，由实验柜自主开展实验；数据回传后，双方共同分析物理规律。整个合作过程，无需航天员在轨操作，亦无需更换样品，合作渠道非常通畅。“未来的机会非常多，两地有非常广阔的合作空间。”李唐说。

李唐还介绍，目前超冷原子物理实验柜仍在空间站正常运行，未来2-3年将持续产出成果。科学目标方面，团队在实现玻色——爱因斯坦凝聚之后，下一步将开展费米简并气体研究。应用层面，当前有效观测时间为7秒，未来将逐步延长至十几秒、几十秒乃至上百秒；观测时间越长，原子干涉仪探测暗物质、引力波的灵敏度有望实现数量级提升。