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為了在太空站進行原子或量子實驗，科學家們建設一個被稱為「超級冰箱」的超冷原子物理實驗室。中國科學院空間應用工程與技術中心剛宣布，中國科學家團隊「十五年磨一劍」打破了人類至今為止的低溫紀錄，製造出目前已知「最冷人造物質」，為目前已知的「宇宙最冷點」，標誌著中國科學家已超越了德國科學家於2021年的成果，更接近「絕對零度」、即相當於攝氏零下273.15度。而中國是繼美國後，全球第二個空間站超冷原子櫃。
中國科學院空間應用工程與技術中心宣布，中國科學家團製造出目前已知「最冷人造物質」，為目前已知的「宇宙最冷點」，標誌著邁向「絕對零度」更進一步。
據《中新網》11月6日報道，中國科學家率先利用全光阱冷卻技術，成功將銣原子雲的等效溫度降至9.7皮開爾文(pK)，較室溫降低了14個數量級，並可持續觀測7秒。
此成果是由中國科學院空間應用工程與技術中心牽頭論證管理集成、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。相關論文《太空中低於10皮開爾文的量子氣體》已在國際學術期刊《科學》發表。
超冷原子物理實驗櫃是中國首個空間微重力超冷原子物理實驗平台，是繼美國後全球第二個空間站超冷原子櫃。
中國太空站超冷原子物理實驗櫃地面原理樣機系統。
《中國科學報》引述中科院上海光學精密機械研究所研究員、超冷原子物理實驗櫃科學實驗系統副主任設計師李唐解釋了什麼是「宇宙最冷處」。他指，「超冷櫃」其實是一個在空間站進行超冷原子物理實驗的實驗室，它利用激光冷卻技術，將原子冷卻到pK（10-12，離絕對零度只有百億分之一度）量級，並在此基礎上開展超導機理、拓撲相變、基本標準模型檢驗等重大物理研究。
中科院上海光學精密機械研究所副研究員、科學實驗系統副主任設計師汪斌指，在空間站內建立一個超冷原子物理實驗室的要求非常苛刻，除了相關指標較高外，還要解決體積、重量、功耗等資源方面的限制問題，並能滿足載人航天的安全性、可靠性、可在軌維修等特殊要求。
科學家在地面上已獲得了溫度在百pK量級的冷原子氣體，預計在空間站微重力環鏡下，溫度能低一兩個量級（約10pK）。
在地球上建一間超冷原子物理實驗室通常需要30立方米以上的空間，各種設備加起來重達數噸，而且其功耗很高（幾千瓦），再加上開展科學實驗所需物資，實驗室所佔資源巨大，在空間站有限的空間內，直接把地面實驗室「搬」上去絕對行不通。
因此，汪斌直言，需要一系列技術更新才能做到，「比如原來傳統實驗室的激光系統不能用了，我們針對激光系統進行攻關，攻克了全光纖激光技術、大頻率激光鎖相技術、高精度激光功率穩定技術等一系列難關，在超冷原子系統上利用全光纖激光鏈路實現玻色-愛因斯坦凝聚，並達到預定指標。」
針對載人航天的特殊要求，研究團隊還攻克了超高真空長時間斷電保持技術，針對超冷原子物理實驗特點開發了CPLD/FPGA電路控制技術、高精度振動隔離技術，最終將一個傳統實驗室「壓縮」成1立方米以下的超冷櫃（體積小於1立方米、重約300公斤、功耗約700瓦）。
中國科學家團隊打破了人類至今為止的低溫紀錄，製造出目前已知「最冷人造物質」。
據北京大學電子學院教授、科學實驗系統首席科學家陳徐宗解釋，超冷櫃的特色是獲得「宇宙中最低的溫度」、得到愛因斯坦1925年預言的第5種物質狀態、利用這種宇宙中最冷的物質開展科學實驗。
他說，在冷卻方案和科學實驗上，中國的實驗櫃和美國空間站的CAL（冷原子實驗室）不同，美國CAL用傳統的磁場加射頻場的方法蒸發冷卻，中國則採用「三維全光阱的方案」進行兩級冷卻，在起始獲得溫度上比美國方案更低，而且可更方便進行量子模擬等各種實驗。
北京大學電子學院助理研究員、科學實驗系統副主任設計師熊煒進一步解釋，美國CAL於2018年5月發射，目前報道的結果是52pK，中國方案提出的指標則較保守（優於100pK），「實際上，科學家在地面上已獲得了溫度在百pK量級的冷原子氣體，預計在空間站微重力環鏡下，溫度能低一兩個量級（約10pK）。」
中國太空站超冷原子實驗。
李唐補充說，這是人類對溫度極限的追求，在pK溫度下可開展一系列科學實驗。如2023年1月至2032年12月，實驗計劃是量子模擬、量子新物態、基本物理理論檢驗，以及暗物質、希格斯模型檢驗等四大類。通過這些實驗，人類可以發現新的物理現象，檢驗基本物理定律，推動基礎物理研究的進步。
「超冷櫃」的目標是在中國空間站內建設超低溫、大尺度、高質量並適合長時間精密測量的玻色與費米量子簡並氣體開放實驗平台，為超冷原子物理研究提供一個長期在軌穩定運行的實驗系統。
在該系統設計之初，研究團隊在國內外進行了廣泛的項目徵集，然後進行分類，並對目前超冷原子物理熱點、難點實驗項目進行資源上的梳理、合併、歸納。在空間站建造期有限的外部資源限制條件下，他們提供了光阱、三維光晶格、六角光晶格等超冷原子物理實驗常用條件，滿足前期在軌超冷原子物理科學實驗需求。同時，針對超冷原子物理實驗系統進行模組化設計，並開發了強大靈活的軟件系統。針對不同的超冷原子科學實驗，超冷櫃科學實驗系統根據地面計劃和指令，調用不同的模組和相應的實驗時序，滿足不同超冷原子物理實驗在空間站正常運行。
汪斌指，在空間站運營期，超冷櫃項目組會持續關注該學科的發展、相關技術的進步，結合超冷櫃現有資源，在國內外廣泛徵集超冷原子物理相關科學實驗項目，對超冷櫃相關模組進行持續、小幅的升級改造，必要時對超冷原子物理實驗系統控制、軟件系統進行再升級、重構，以滿足後續科學實驗項目新的需求。
毛拍手
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