中國太空實驗破最冷人造物質紀錄　銣原子雲錄9.7皮開爾文低溫

【有線新聞】目前地球有紀錄的最低氣溫大約為零下90度，1983年在南極錄得。但在實驗室中則可挑戰絕對零度，即零下273度左右。中科院的機構則憑著夢天實驗艙在太空的裝置，打破了人造物質最冷溫度的紀錄。

「9.7皮開爾文」這個便是夢天實驗艙中，錄得一堆銣原子的溫度。到底有多冷？紀錄中的「皮」其實即是pico，加在單位前方代表一萬億份之一，例如一皮米即是千份之一納米。至於開爾文則是紀念這位英國數學物理學家而命名，開爾文正是推導出絕對零度數值的人。開爾文單位的比例間距則與日常用的攝氏單位一樣，但起點不是結冰的溫度，而是絕對零度，所以絕對零度、即0開爾文，轉換成攝氏便是-273.15度。

這個溫度一直是物理學挑戰的極限。中國亦在2011年起論證和推動空間站冷原子櫃項目，並在2022年成功研製，同年由夢天實驗艙搭載升空。4年過去終於見證成果，日前亦在《科學》期刊發表。實驗利用全光阱冷卻技術降低銣原子雲溫度，其中7秒左右降至破紀錄的9.7皮開爾文，低於美國太空總署同類裝置在國際太空站上持續維持的50至100皮開爾文，亦打破德國不來梅落塔模擬微重力環境中，於2021年創下的38皮開爾文紀錄。減低重力對這類實驗的影響既可方便觀測，亦有助光阱控制原子。

除了中國的實驗，另外提及的兩個實驗亦是用到銣原子，更準確說是銣87同位素。優點包括這個同位素的量子數總和是偶數，即可達到BEC、玻色愛因斯坦凝聚態，能夠容易冷凍降溫，還有其電子能級轉移譜是780納米，這個正正是最常用的激光裝置的波長之一，亦即能易於建立激光降溫裝置。

這次成果及原子冷凍技術能夠為量子模擬提供純淨、靈活的實驗平台，亦有助研發高精度原子鐘、原子干涉慣性測量及量子計算等。