“宇宙最低溫度怎么來的？”“宇宙有最低溫度，那最高溫度是多少？”這是聽完講座的九蓮小學(xué)五年級學(xué)生提問。4月21日，杭州市西湖區(qū)科協(xié)“科學(xué)‘西’引力”科普系列活動之一——浙江工業(yè)大學(xué)量子科普進(jìn)基層活動走進(jìn)杭州市九蓮小學(xué)，為全校五年級師生帶來一場量子物理的科普講座。

據(jù)悉，為激發(fā)青少年科學(xué)探索熱情、普及前沿量子物理知識，西湖區(qū)科協(xié)與浙江工業(yè)大學(xué)物理與光電學(xué)院團(tuán)委精心策劃了量子科普進(jìn)基層活動。該活動采用“送單點(diǎn)單”方式，上半年將走進(jìn)村社和學(xué)校，開展7場科普活動。活動的順利開展得益于浙工大物理與光電學(xué)院組織在校學(xué)生成立的“馭光捕原”團(tuán)隊。該團(tuán)隊核心成員夏晴同學(xué)表現(xiàn)突出，曾在2025年全國大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競賽（創(chuàng)新賽）中作為主講人榮獲講課比賽類全國一等獎，并在2025年浙江省大學(xué)生物理科技創(chuàng)新競賽中獲得一等獎等多項榮譽(yù)。

本次活動以 “探索宇宙極限的‘冷’—— 激光如何‘凍結(jié)’原子”為主題，夏晴用生動有趣的講解和通俗易懂的語言，為同學(xué)們揭開冷原子物理的神秘面紗。

活動現(xiàn)場，團(tuán)隊成員圍繞冷原子物理的核心知識展開系統(tǒng)講解。科普員從微觀世界的基本規(guī)律出發(fā)，向同學(xué)們介紹室溫下原子以約300米/秒的速度高速熱運(yùn)動；而絕對零度（-273.15℃）作為宇宙的溫度極限，能使粒子近乎靜止。激光冷卻技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)原子“減速凍結(jié)”的關(guān)鍵手段。

團(tuán)隊詳細(xì)拆解了激光冷卻原子的科學(xué)原理：激光憑借方向性強(qiáng)、純度高、相干性好等獨(dú)特優(yōu)勢，通過光壓效應(yīng)將動量傳遞給原子，借助多普勒冷卻、亞多普勒冷卻（西西弗斯冷卻）等機(jī)制，為原子“踩下剎車”。而由反亥姆霍茲線圈與三對激光束構(gòu)成的磁光阱，則成為囚禁冷原子的“量子牢籠”，使原子操控成為可能。

活動還梳理了激光冷卻與囚禁原子技術(shù)的發(fā)展歷程：從1933年光壓現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，到1997年朱棣文等科學(xué)家憑借相關(guān)成果斬獲諾貝爾物理學(xué)獎，再到我國科學(xué)家王育竹院士團(tuán)隊取得的一系列突破性進(jìn)展——率先提出光頻移冷卻理論、實(shí)現(xiàn)國內(nèi)首個玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)、研制國際首臺空間冷原子鐘。這些科研成就，讓同學(xué)們切身感受到量子科技的發(fā)展脈搏與中國科研的硬核實(shí)力。

現(xiàn)場展示的量子磁光阱教學(xué)儀器、冷原子應(yīng)用設(shè)備圖片，更是點(diǎn)燃了同學(xué)們的好奇心。團(tuán)隊介紹，冷原子技術(shù)已走出實(shí)驗(yàn)室，廣泛應(yīng)用于量子精密測量、冷原子鐘、量子重力儀、量子磁力儀等領(lǐng)域，在地震災(zāi)害預(yù)報、地下資源勘探、深海導(dǎo)航、全球衛(wèi)星定位等場景中發(fā)揮重要作用，天宮二號搭載的冷原子鐘更是達(dá)到3000萬年誤差小于1秒的超高精度。

互動問答環(huán)節(jié)，同學(xué)們踴躍提問、積極參與，圍繞原子運(yùn)動、絕對零度、量子應(yīng)用等問題展開交流，團(tuán)隊成員耐心解答，將抽象物理知識轉(zhuǎn)化為直觀易懂的科學(xué)常識，讓同學(xué)們在輕松氛圍中收獲知識、感受科學(xué)魅力。

“沒想到現(xiàn)場問答十個問題學(xué)生們?nèi)即饘α?，說明他們真的有認(rèn)真聽講，也掌握了一些量子物理的基礎(chǔ)知識。至少，‘絕對零度’這個概念在他們心中留下了難以磨滅的印象?！本派徯W(xué)校長張文浩表示，“非常感謝區(qū)科協(xié)和浙江工業(yè)大學(xué)為我們送來這么精彩的科普講座?！?/p>

此次科普講座活動由杭州市西湖區(qū)科協(xié)、浙江工業(yè)大學(xué)物理與光電學(xué)院主辦。為提升活動質(zhì)量，檢驗(yàn)科普效果，兩單位的相關(guān)負(fù)責(zé)老師均到場指導(dǎo)，并就科普講解內(nèi)容、學(xué)生組織等工作提出了改進(jìn)建議。

將前沿量子物理知識帶給青少年，不僅拓寬了他們的科學(xué)視野，更點(diǎn)燃了大家探索微觀世界、追逐科學(xué)夢想的熱情。西湖區(qū)科協(xié)表示，未來將聯(lián)動轄區(qū)內(nèi)更多高校持續(xù)開展科普公益活動，以專業(yè)力量傳播科學(xué)知識，助力提升全民科學(xué)素養(yǎng)。

來源：杭州市西湖區(qū)科協(xié)、浙江工業(yè)大學(xué)物理與光電學(xué)院

責(zé)編：葉　揚(yáng)

美編：陳路漫

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