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2026年11月6日，中国科学院空间应用工程与技术中心将一项科研成果发在了国际学术期刊《科学》上。北京大学与中科院上海光机所联手，在中国空间站梦天舱的超冷原子物理实验柜里，把铷原子云等效温度降至9.7皮开尔文，并持续观测了7秒。

这项数据直接打破了美德两国的技术天花板。2021年德国不来梅大学科研团队创造了38皮开尔文纪录，美国空间站冷原子实验室曾创下52皮开尔文标杆。

中国团队这次造出了目前已知最冷的“人造物质”。这场太空里的极寒比拼，表面看是物理学突破，底牌全在下一代量子精密测量的规则制定权。

一、7秒钟的静止：微重力场里的量子捕获

要看懂9.7皮开尔文的含金量，得先厘清温度与原子运动的物理逻辑。

绝对零度定在零下273.15摄氏度（0开尔文），代表宇宙最低温度下限。1皮开尔文等于1万亿分之一开尔文。9.7皮开尔文，相当于室温下物质温度的约100万亿分之一。

温度本质上是微观粒子热运动的剧烈程度。室温环境下，铷原子几秒钟就能移动2公里。在9.7皮开尔文的超冷原子云中，7秒观测周期内，铷原子运动幅度不超过500微米。

微观粒子几乎处于静止状态，平时转瞬即逝的量子效应才能被稳定捕捉。这7秒钟的观测窗口，地球表面的实验室给不了。在地面，重力会快速拉扯原子云坠落，观测时间极短。

2022年随梦天舱升空的超冷原子物理实验柜，利用空间站的微重力环境让超冷原子云悬浮漂浮。科研团队从地面远程操控，通过加热蒸发释放铷蒸汽，用磁光阱、光学黏团技术初步冷却，再切入三维全光阱两级冷却方案，完成蒸发冷却和深度冷却。

微重力环境提供了悬浮条件，激光与磁场构成了减速陷阱。物理学界都知道这个理论路径，拉开差距的环节在工程落地。

二、15年工程压缩：0.7立方米的太空门槛

在太空实现极低温，核心壁垒是整套设备的太空适配。中国科研团队耗费15年时间，把原本地面上体积20立方米、重达数吨至10吨、功耗几千瓦的实验系统，集成压缩至不足1立方米（约0.7立方米）、重量约为500公斤、功耗仅700瓦。

这组工程数据是整场太空实验的真正门槛。全光纤激光、超高真空、长期保压、高精度隔振，这些技术难关在地面实验室可以通过堆叠设备体积来解决。

将一间厂房大小的精密仪器塞进一个冰箱大小的机柜，还要扛过火箭发射的剧烈震动，并在轨长期稳定运行，考验的是一个国家的极限工业制造能力。

理论攻关、设备研制到太空实验产出重大成果的全链条已经打通。这0.7立方米的实验柜，补齐了中国空间量子物理的硬件短板。

美德两国在皮开尔文量级的竞争中落后，卡壳点正是在于无法将更复杂的冷却系统高可靠性地送入微重力轨道。

9.7皮开尔文的极低温，最终要转化为量子精密测量的工业与军事变现。被冷却到极致的原子，是研制更高精度的空间原子钟、量子传感器与原子干涉仪的基础材料。这种传感器的灵敏度，足以感知10米外1公斤物体带来的微弱引力扰动。

这种极端的引力感知能力，直接催生出两项颠覆性技术。

第一项是地球引力CT勘探。通过微重力测量，卫星可以在太空对地表以下的质量分布进行断层扫描。地下矿体、地下水、地质构造勘探以及地质灾害监测，在引力CT面前将毫无保留。谁掌握了最高精度的空间微重力测量技术，谁就拥有了单向透明的全球地下资源分布图。

第二项是不依赖卫星信号的自主惯性导航。目前的全球导航系统高度依赖GPS或北斗等卫星发射的无线电信号，这类信号在深海、深空易受干扰或屏蔽。基于超冷原子的量子传感器，依靠感知引力场和惯性变化来定位。

这种导航方式不需要接收外部信号，无法被电子战手段干扰。深空探测与特种航行（如战略核潜艇的隐蔽巡航）一旦装配这种“自主惯性”导航系统，现有的电子侦察与信号压制体系或将彻底失效。

超冷原子柜的定位是开放共享的太空实验平台，采用模块化设计，未来将面向全球征集科学项目，持续产出科研数据。

这个动作背后的逻辑很清晰。早期宇宙模拟、超轻暗物质探测、复现玻色-爱因斯坦凝聚（物质第五态）、研究量子相变与多体相互作用、检验广义相对论及基本物理常数，这些前沿基础物理问题都需要极低温微重力环境。

目前全球唯一能提供9.7皮开尔文实验环境的平台，在中国空间站。向全球开放，意味着全球顶尖的物理学家都要将实验模型和测试需求提交给中国平台。平台方在提供实验环境的同时，自然掌握了所有实验的底层数据与研究走向。

向着绝对零度的探索没有天花板。9.7皮开尔文只是现阶段的刻度。中国通过15年工程攻关，把量子精密测量的极限标尺搬到了太空。

未来的地质探测手段与下一代导航系统，都将建立在这把标尺之上。掌握了最冷的原子，就掌握了测量世界的最高精度。