2022年10月31日下午3點(diǎn)37分,隨著空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙成功升空入軌,北京大學(xué)作為科學(xué)總體單位合作研制的超冷原子柜從申請、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)到正樣機(jī)研制,歷時(shí)11年終于隨夢天艙進(jìn)入軌道,與核心艙對接,準(zhǔn)備開始超冷原子物理科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
超冷原子柜研制的目的是利用太空環(huán)境實(shí)現(xiàn)宇宙中溫度最低的第五種物質(zhì)形態(tài)——玻色-愛因斯坦凝聚, 它在太空中的溫度可以比地面低2至3個(gè)數(shù)量級,進(jìn)入pK甚至fK量級,物質(zhì)波的可觀測時(shí)間相比地面更長,可增加至3個(gè)數(shù)量級,在此基礎(chǔ)上可開展超越地面的量子模擬和物理定律精密驗(yàn)證的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。利用這種極低溫的第五種物質(zhì)形態(tài),可以對量子力學(xué)存有爭議的問題進(jìn)行探索,對愛因斯坦等效原理進(jìn)行更高精度的檢驗(yàn),對超輕暗物質(zhì)進(jìn)行探測等。
北京大學(xué)在玻色-愛因斯坦凝聚研究方面有著長期的積累,從2011年開始申請中國載人航天項(xiàng)目,本項(xiàng)目經(jīng)過幾輪挑選被選入。從2015年開始與中科院上海光機(jī)所合作研制超冷原子柜,北京大學(xué)負(fù)責(zé)研制地面原理樣機(jī),并給出正樣機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo),參與各階段的調(diào)試,提出在空間如何將玻色-愛因斯坦凝聚的溫度和等效溫度降到比地面低2至3個(gè)數(shù)量級的實(shí)驗(yàn)方案以及第一個(gè)量子模擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方案,并進(jìn)行地面驗(yàn)證。北京大學(xué)電子學(xué)院的陳徐宗教授作為超冷原子柜的首席科學(xué)家(又稱責(zé)任科學(xué)家)與超冷原子柜的第一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人周小計(jì)教授、超冷原子柜副主任設(shè)計(jì)師熊煒老師帶領(lǐng)北京大學(xué)冷原子科學(xué)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的博士生同學(xué),與中科院上海光機(jī)所所長、超冷原子柜總指揮陳衛(wèi)標(biāo)研究員領(lǐng)導(dǎo)的工程團(tuán)隊(duì)密切配合,經(jīng)過七年的攻關(guān)研制,最終完成了正樣機(jī),其各項(xiàng)指標(biāo)在地面測試中均獲得了理想的結(jié)果,并成功隨夢天艙發(fā)射。
我們期待在不久進(jìn)行的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,不斷傳來振奮人心的消息。

夢天艙于2022年10月31日成功發(fā)射

超冷原子柜(頂部第一個(gè)柜子)在夢天艙中的照片

北京大學(xué)和中科院上海光機(jī)所科學(xué)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在正樣和初樣機(jī)調(diào)試時(shí)合影