1.媒体来源:
科技新报 作者 Emma stein | 发布日期 2018 年 05 月 23 日 13:55 |
2.完整新闻标题:
准备打破宇宙最低温纪录，NASA 冷原子实验室温度将比太空冷上亿倍
3.完整新闻内文:
地球上办不到的实验就移去外太空做！美国太空总署日前正式将冷原子实验室（Cold
Atom Laboratory，CAL）送上国际太空站，这个只有冰箱大小的有效载荷将尝试把气体云
冷却至比外太空真空环境还要低上亿倍的惊人温度，以帮助科学家一探超冷原子的奇怪量
子特性。
https://i.imgur.com/ks8l13F.jpg
冷原子实验室（CAL）由 NASA 喷射推进实验室（JPL）设计制造，为一物理研究设施，已
于美东时间 5 月 21日凌晨 4 点 39 分搭著 Orbital ATK 火箭出发前往国际太空站（
ISS）对接，主要工作是负责将气体原子云温度冷却至 0.0000000001K（或
100picoKelvin），然后使用磁体来捕捉运动减慢的原子，让科学家可更长时间观察微观
量子现象。
在这种极端低温下，粒子物质波的波长很长、粒子与粒子间的物质波有很大部分重叠，形
成一种称为玻色─爱因斯坦凝聚（BECs）的物态，也就是玻色子粒子冷却到接近绝对零度
（0K）时，呈现出一种气态、零黏度的超流体状态，此时我们熟悉的物理规则退到幕后，
量子力学开始接管，我们会看到原子行为不再像粒子，反而更像波浪。
玻色─爱因斯坦凝聚于 1995 年首次经实验证实，当时环境温度被降至只有 1.7×10-7 K
，远小于外太空宇宙背景辐射温度 3K，整个已知宇宙中都不存在如此低温的环境，目前
，自然界中已知温度最低之处位在回力棒星云（Boomerang Nebula，亦称领结星云），距
离地球 5,000 光年，温度经测量只有 1K（-272.15°C）。如果想制造出极低温环境，
主要技术为雷射冷却和蒸发冷却，而 CAL 即是利用雷射、电磁来消除气体粒子动能，直
至趋近不动。
https://i.imgur.com/X0e3K2y.jpg
▲ 迄今为止发现在宇宙中最冷的物体回力棒星云。（Source：哈伯太空望远镜网站）
虽然玻色─爱因斯坦凝聚已在地球实验成功，但地球重力不断拉沉原子，导致科学家只能
在几分之一秒内观察到这种现象；如果来到国际太空站，超冷原子就可以在几乎零重力环
境中保持波浪形状至少 5~10 秒，未来随着技术发展，或许可以持续数百秒；研究人员还
能够远程操作 CAL，每天实验最多达 6.5 小时。
实验结果最终可能会改进许多尖端技术，包括用于太空探测器导航的传感器、量子计算机
和原子钟；当然最令人兴奋的还是帮助科学家解开暗能量谜团、促进对重力基本性质的理
解。
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