中文导读
天宫空间站冷原子物理柜(CAPR)团队在《科学》报告:光偶极阱里的铷原子凝聚体可冷到约 9.7 皮开尔文,并实现约七秒自由膨胀。阅读时可留意 atom、gravity、optical、trap、expansion、orbit、magnetic、experiment 等词,并区分新闻综述数字与同行评议论文摘要中的表述。
正文
9.7 — . , 5 2026, , . .
本段译文
中国天宫空间站上的物理学家,已将一团铷原子冷却到约 9.7 皮开尔文——比绝对零度只高不到十万亿分之一度。这一结果于 2026 年 11 月 5 日发表在《科学》杂志上,来自名为冷原子物理柜(CAPR)的自动化实验模块。外部专家认为,这一创纪录低温与较长的自由落体窗口,有助于在轨检验引力并开展量子模拟。
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本段译文
玻色–爱因斯坦凝聚中的原子,会像共享同一个量子波那样运动。在地球上,重力会把被困原子压向托住它们的场,从而使气体升温。美国宇航局设在国际空间站上的冷原子实验室,早先用磁原子芯片做到了约 52 皮开尔文。CAPR 采用不同方法:两套嵌套的光偶极阱,由交叉激光束极化并吸引原子而形成。
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本段译文
据《科学》新闻报道与论文,研究团队先将约两百万个铷原子固定在较紧的内阱中,再降低激光功率,让能量较高的原子逃逸。剩余云团冷却到约三纳开尔文。随后让原子扩展到更宽的外阱,进一步削弱它们之间的相互作用能。北京大学首席科学家陈徐宗表示,原子数保持不变,变化的是相互作用能;原子随后的运动速度低于约每秒 200 微米。同行评议论文描述的是约两万个原子组成的凝聚体,等效温度低于十皮开尔文,自由膨胀可持续七秒。
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本段译文
这段较长的膨胀时间,其意义可能不亚于温度本身。加州大学伯克利分校的 Holger Mueller 指出,地面实验室或许有朝一日也能达到同样的低温,但很难让云团在自由落体中保持七秒。如此安静的条件,适合做干涉实验,检验引力是否如爱因斯坦广义相对论所假定的那样,对不同原子施加相同拉力。巴黎北索邦大学的 Hélène Perrin 说,光阱还能同时囚禁处于多种内部态的原子,而这往往是磁阱做不到的。
, — . , , . . 10 ( 10.1126/.5324).
本段译文
CAPR 研究者接下来计划做光晶格,把凝聚体原子困在一排激光点阵中,用以模拟晶体中的电子——这对复杂材料的量子模拟很有用。此前保持低温纪录的外部物理学家 Ernst Rasel 祝贺中国团队,并称他们正站在前沿。CAPR 物理学家陈卫标补充说,该机柜对国际合作者开放。《科学》论文题为《太空中低于 10 皮开尔文的量子气体》(DOI 10.1126/science.aea5324)。
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