美国太空总署（NASA）今年 5 月正式送上国际太空站的物理研究设施冷原子实验室（CAL），已证实在太空中首次创造出爱因斯坦预言的玻色–爱因斯坦凝态，环境温度低达 100 nK，将帮助科学家理解鬼魅般的量子力学，以及重力如何在最小尺度上发挥作用。
量子力学负责解释除重力之外的所有基本力（电磁交互作用、强交互作用、弱交互作用）如何在最小尺度上工作，而广义相对论则解释重力在最大尺度上的表现。为了搞清楚至今都还被笼罩在迷雾之下的量子力学，以及重力如何在最小尺度上与物质相互作用，科学家正在进行一系列实验，比如前几个月刚在国际太空站（ISS）就定位的冷原子实验室（Cold Atom Laboratory，CAL）。
最近 NASA 喷射推进实验室证实，冷原子实验室已经从太空中利用铷原子创造出玻色–爱因斯坦凝态，据报告，实验室环境低达 100 nK（=0.0000001 K），比太空平均温度3.15 K（-270℃）低约 3 K。
玻色–爱因斯坦凝态（Bose-Einstein condensates，BECs）是玻色子粒子在冷却到接近绝对零度时，所呈现出一种超流性的物态，也是物质的第五态，最早由物理学家萨特延德拉·纳特·玻色和阿尔伯特·爱因斯坦于 1920 年代预测。
理论上，玻色–爱因斯坦凝态是是将原子保持在极低温状态的超冷原子，接近绝对零度，此时原子的量子力学性质开始彰显，不同状态的原子可以凝聚成相同状态，就像是不同物质的原子在不同状态下被大一统。
科罗拉多大学鲍尔德分校科学家 Eric Cornell 及 Carl Wieman 是最早创造出玻色-爱因斯坦凝态的团队，利用气态铷-87 原子在 170 nK（1.7×10-7 K）的低温下首次获得 BECs；4 个月后，麻省理工学院科学家 Wolfgang Ketterle 使用钠-23 原子独立获得了玻色-爱因斯坦凝态。
自那时起，科学家在地球上进行过数百次 BECs 实验，但受限于地球重力拉扯原子，这些状态转瞬即逝，导致科学家无法进一步详细观察。因此，美国太空总署（NASA）决定将实验室打上处于微重力环境的国际太空站，在那里，玻色–爱因斯坦凝态能持续 5～10 秒，并且每天实验可长达 6 小时。
除铷元素外，CAL 团队也尝试使用 2 种不同的钾原子同位素来创造 BECs，目前 CAL 仍处于调试阶段，但已有 5 个科学小组在摩拳擦掌等待正式实验启动，其中就包括了 Eric Cornell 团队。
给这台仪器一点时间，它将帮助科学家了解重力如何在最小尺度工作，以后结合欧洲核子研究中心与世界各地粒子物理实验室进行的高能实验，最终将能解释万有理论（Theory of Everything，ToE），并揭露宇宙的运作方式。
注：1 nK = 1.0 × 10-9 K。
- THE COLDEST PLACE IN SPACE HAS BEEN CREATED. NEXT CHALLENGE, COLDEST PLACE IN THE UNIVERSE
- Humans Just Created The Coldest Spot in Space – Here’s Why
（首图来源：NASA）
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