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中国空间站实现9.7皮开尔文低温纪录

更新 2026-11-06翔说航天正文 979字阅读约 4分钟7 张图片
中国空间站造出了目前已知最冷的人造物质。
另一边,马斯克还在为太空AI机房怎么散热,与人争论。
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连接近绝对零度的实验都做成了,给芯片降个温,还能有多难?
中国团队把一小团铷原子云的等效温度降到了9.7皮开尔文,还能持续观测7秒。
1皮开尔文,是万亿分之一开尔文。这项刷新人造低温纪录的成果,发表于《科学》。
原子一直在运动。
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研究人员用激光给它们“刹车”,再精细控制束缚它们的光场,让原子进一步慢下来。
原子云越冷,扩散越慢,科学家就越有时间观察它们的量子行为。
地面上的重力却会把原子往下拉。
约束松了,留不住;约束太强,又妨碍深度冷却。
空间站的微重力环境,让团队有条件用很弱的束缚继续降温,把观测时间拉长。
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实验搬上天,还有一关要过。
二十几束激光要汇聚到几十微米的原子云上,对准误差不超过5微米。
原本重10吨的地面系统,被集成进500公斤的空间实验柜,还得扛住火箭发射时的振动。
团队为此攻关15年。
这样的冷原子,未来有望用于更精密的重力测量,辨别地下水、矿体或空洞造成的微小引力差别,相当于给地下结构做“引力CT”;也有望通过更准确地测量加速度,改善自主导航。
只是,9.7皮开尔文属于那一小团原子云。
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实验柜没有冷到这个温度,里面的设备工作时照样发热。
芯片只要通电计算,就会不断产生热量。
机房要持续运转,这些热就得一刻不停地往外送。
冷却少量原子的本事,不能直接拿来给芯片排热。
搬到太空,地面上常见的风冷就遇到了麻烦:机房外面没有空气,风扇吹不走热。
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家里的保温杯也在利用真空减慢热量散失。
深空再冷,也没有一阵冷风能吹过来。
卫星得先把芯片的热送到散热板,再以红外辐射的形式排出去。
马斯克认为,板子避开太阳、朝向寒冷深空,每平方米排走约1300瓦热量很容易。
这个数字有条件做到。
散热板越热,辐射排热越强,想靠提高板温缩小面积,又会碰到芯片的耐温限制。
太阳和地球带来的热量,也会影响板子最终能排走多少热。
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先按每平方米1300瓦、不计环境吸热粗算,一座需要排走100万瓦热量的机房,也得配约770平方米散热板,差不多两个标准篮球场。
这么大的板子,要折进火箭,入轨后再展开,管路还得把热送到远处。
展开机构卡住、循环回路出故障,再贵的芯片也可能只能闲在天上。
老颜看来,太空算力的账,得把这些费用一起算进去。
太阳光照过来不用交电费,接住它的太阳能板、把废热送走的散热系统,都得花钱制造和发射。
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