陈宇翱：为什么科学家要把原子冻到“瑟瑟发抖”？

本文基于陈宇翱教授在墨子沙龙上的科普讲座整理而成。背景方面，文章从温度的基本概念切入，介绍了从太阳表面到液氦再到极端低温的跨度，引出冷原子这一前沿物理领域。研究目的部分，文章旨在解释为何科学家要追求极低温环境（接近绝对零度），并揭示冷原子在量子物理中的核心作用，特别是实现玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC），以及如何利用冷原子系统模拟凝聚态物理中难以用经典计算机求解的哈伯德模型，从而构建“电子的风洞”。结论方面，文章详细阐述了通过激光冷却和蒸发冷却技术实现BEC的历程（如1995年首次实现），并指出冷原子系统在量子精密测量、量子模拟和量子计算等领域具有巨大应用潜力，例如有望揭示高温超导机制并指导新材料设计。文章最后强调，这种看似“无用”的基础科学探索，正是未来重大创新的基石，呼吁公众关注冷原子等有前瞻性的研究领域。