天宮：原子を10ピコケルビンまで冷却、新記録
· BehindLines 編集部
研究者らは、中国の宇宙ステーション「天宮」で、原子の雲を約10ピコケルビン、つまり1ケルビンの10兆分の10まで冷却しました。Science NewsとLive Scienceによると、2026年11月5日に学術誌『Science』に発表された研究で、これは記録であり、原子の雲がつくる凝縮体はそれまでのどれよりも冷たく、絶対零度（−273.15 °C）をわずかに上回る程度です。
軌道上のレーザートラップ
Live Scienceによると、研究チームは20,000個のルビジウム原子を光学トラップに入れました。これはレーザー光でつくる「ピンセット」のようなもので、原子の動きを抑えます。Science Newsは、原子のスケールでは温度が運動の激しさと結びついており、原子がゆっくり動くほど冷たいと説明しています。こうした実験では、原子の雲を解放した後にどれだけゆっくり広がるかから、実効温度を定義します。
無重力が味方に
Science Newsによると、地上では重力によって原子の雲が垂れ下がり、冷却の効率が下がります。ステーション内では原子は微小重力、つまり自由落下する物体が感じる見かけの無重力状態にあります。Live Scienceは、この環境と運動の抑制が合わさり、地上では不可能なほどの低温に達したと付け加えています。得られた雲はボース・アインシュタイン凝縮体を形成しており、原子がひとつの存在のように振る舞う量子状態だとScience Newsは説明します。
これまでの記録
Science Newsによれば、この種の凝縮体は国際宇宙ステーションでもすでに作られ、実効温度は最低で52ピコケルビンでした。地上では、塔に沿って原子を落下させて無重力を再現する実験で、38ピコケルビンに達しています。同誌は、こうした落下塔は自由落下の時間に制限されるが、軌道上ではその制約がなく、宇宙での冷却原子実験は急速に広がっていると指摘しています。
なぜ重要か
Science Newsによると、超低温の原子は、物質の特異な状態の研究や、基本原理の検証に使われます。たとえば等価原理は、質量の異なる物体が真空中で同じ速さで落ちる理由を説明するものです。Live Scienceは、チームの見解として、この結果が今後の宇宙空間での研究に役立つ可能性があると伝えています。両メディアは、この数値を研究の著者が発表したものとして伝えています。