在2017年1月23日的几分钟里，已知宇宙中最冷的地方是在瑞典基律纳上空盘旋150英里的微型芯片。

这个芯片很小，只有一张邮票那么大，里面装着成千上万个紧紧包裹着的铷87原子。科学家发射芯片到太空乘坐无人驾驶,40英尺长的火箭(12米),然后用激光轰击它直到它内部的原子冷却到- 459.67华氏度(摄氏零下273.15度)的一小部分一小部分绝对零度以上,可能最冷的温度。

在接下来的6分钟里，当火箭在低重力下颠簸时，科学家们得到了一个难得的机会来深入研究宇宙中最奇怪、最不为人知的物质状态——玻色-爱因斯坦凝聚态。有史以来第一次，科学家们在太空中创造了一个。

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科学家首次在太空中创造出罕见的第五种物质

信贷:布莱恩·肯尼/上面

在2017年1月23日的几分钟里，已知宇宙中最冷的地方是在瑞典基律纳上空盘旋150英里的微型芯片。

这个芯片很小，只有一张邮票那么大，里面装着成千上万个紧紧包裹着的铷87原子。科学家发射芯片到太空乘坐无人驾驶,40英尺长的火箭(12米),然后用激光轰击它直到它内部的原子冷却到- 459.67华氏度(摄氏零下273.15度)的一小部分一小部分绝对零度以上,可能最冷的温度。

在接下来的6分钟里，当火箭在低重力下颠簸时，科学家们得到了一个难得的机会来深入研究宇宙中最奇怪、最不为人知的物质状态——玻色-爱因斯坦凝聚态。有史以来第一次，科学家们在太空中创造了一个。

与物质的其他四种状态(固体、液体、气体和等离子体)不同，玻色-爱因斯坦凝聚只有在气体原子云冷却到绝对零度以上几亿分之一度时才能形成。当一组原子被冷却到深不可测的低温时，它们就会停止运动，变成一个巨大的“超级原子”。成千上万的原子突然之间变得彼此难以分辨，在一个理论上可以接收到周围最小的引力干扰的均匀波长上缓慢振动。

这种超灵敏度使玻色-爱因斯坦凝聚成为探测引力波的理想工具——引力波是指黑洞和中子星等超大质量物体碰撞时产生的时空曲率扰动。问题是，当科学家们在地面实验室中制造出玻色-爱因斯坦凝聚体时，他们只有几秒钟的时间来研究它们，然后这些同质物质就会落到容器的底部并分解。

研究人员有时试图通过将玻色-爱因斯坦凝聚体从高塔上滴下来为自己多争取几秒钟的时间，但这种方法对长期研究来说是不可持续的。在低重力或没有重力的情况下研究玻色-爱因斯坦凝聚要有效得多。(美国国家航空和宇宙航行局(NASA)最近为此目的在国际空间站建立了一个冷原子实验室。)

这就把我们带回了火箭，以及我们非常冷的芯片。去年1月，作为微重力物波干涉测量(MAIUS 1)实验的一部分，这种全原子芯片被发射到太空，地面上的科学家们知道，一旦内部的原子冻结，他们有几分钟宝贵的时间来研究它。利用火箭内置的一个紧凑的实验室，研究小组在芯片上进行了110次快速分裂的实验，以更好地了解重力如何影响原子捕获和冷却，以及玻色-爱因斯坦凝聚体在自由落体中的行为。

他们的研究结果发表在10月17日的《自然》(Nature)杂志上，研究人员发现，将玻色-爱因斯坦凝聚体切片并重新组合可能是探测难以捉摸引力波的关键工具。在一项实验中，研究小组用激光将凝结水云切成两半，然后观察两部分的重新组合。由于这两半云的量子态完全相同，并且以连续波的形式运动，因此重组后两半云的任何差异都可能表明外部影响改变了这种状态。据研究人员称，引力波的存在可能就是其中一种影响。

如果所有关于芯片和突破性科学的讨论都让你渴望得到更多，那么好消息是，在地球和地球之上，还有很多关于玻色-爱因斯坦凝聚态的研究有待完成。目前，MAIUS I任务的研究人员正在进行两项后续工作。请继续关注(并做好准备)。