中國科學家在中國空間站把銣原子雲冷到9.7皮開爾文，選的是一條與國際同行完全不同的技術路線。國際上，超冷原子在軌實驗的主流方案是「磁阱」──用原子芯片形成微磁阱「囚禁」原子雲，以射頻蒸發冷卻降溫，最後用脈衝衝擊深度冷卻。國際空間站上的冷原子實驗室（CAL）走的就是這條路，2022年將銣原子雲等效溫度降至52皮開爾文。

中國團隊選了「全光阱」──降低光強做蒸發冷卻，再以非絕熱擴散深度冷卻。為什麼這麼設計？論文共同通訊作者、北京大學教授陳徐宗解釋，在地面上進行原子冷卻時，原子雲被束縛在磁場或光場形成的偶極阱中，重力會把原子從容器底部拉出；而蒸發冷卻需要降低阱高，重力讓這種降低受到限制。在空間站微重力下，阱高可以降得很低，理論上保證了原子進入皮開爾文溫度區域。「我們在國際上提出兩級冷卻的方案，蒸發冷卻加非絕熱擴散冷卻，最終得到了10皮開爾文的最低溫度。」

但是，這條路難度更大。微重力下光阱蒸發冷卻效率會降低，此前國際上沒有通過這一過程在軌製備凝聚體的先例。針對這一難題，團隊提出「梯度力輔助」新方案，實現了高效蒸發冷卻，獲得高純度凝聚體。極低溫原子實驗對振動等微小擾動尤為敏感，而在軌條件又限制了反覆調整；團隊通過光學、電學系統的精密設計與製造，保障了實驗所需的穩定性與調控精度。

論文共同第一作者、上海光機所研究員李唐說，工程上的挑戰在於，要在航天級嚴苛要求下把原子物理、激光技術、精密光學、超高真空、自動控制、航天工程等多領域尖端技術集中實現；如此複雜精密的儀器還須滿足高集成、低功耗、高可靠性要求，並通過航天級試驗，才能發射到空間站。