在我们星球的界限之外，目前记录的最冷温度是由南船座宝瓶座星云保持的，这是一个快速移动的寒冷尘埃和气体云，温度保持在 1 开尔文，或 –458°F。 在地球上，物理学家设法超越了这一点。 2003 年，将气体冷却到 仅 500 皮开尔文 或 –459.6699999991°F。
一项即将进行的实验，“冷原子实验室”（CAL），该实验室于 5 月 21 日星期一刚刚发射到国际空间站（ISS） 通过“天鹅座”飞船，计划将气体冷却到更低的温度，并比在地球上实现的温度保持更长的时间。研究人员希望一旦它安全地安装在空间站上，它将把气体云冷却到惊人的 0.0000000001 开尔文（100 皮开尔文）。这大约是华氏 -459.6699999982 度。这种温度之前只在 2000 年的 铑原子核中达到过。
仅供比较，太空的背景温度是 -455 华氏度，这意味着在这个盒子里面，温度将比深空的真空低得多。
然而，“冷原子实验室”的目标并非创造纪录。它正在研究玻色-爱因斯坦凝聚体，或者说被冷却到接近绝对零度（-459.67°F）的原子云。玻色-爱因斯坦凝聚体是由萨特延德拉·纳特·玻色和阿尔伯特·爱因斯坦在 20 世纪初的工作预测的，但这种物质状态直到 1995 年才被证明存在，这项发现 在 2001 年获得了诺贝尔物理学奖。
研究人员将在 CAL 中通过减慢原子速度直到它们几乎静止来制造玻色-爱因斯坦凝聚体，此时 原子开始表现得像波而不是粒子——这种行为更像是 量子物理学而不是经典物理学。正是这种行为使得玻色-爱因斯坦凝聚体对量子力学研究人员具有如此大的吸引力。然而，在地球上，研究人员只能让玻色-爱因斯坦凝聚体持续几分之一秒，然后气体就会因重力而向下坠落并被扰乱。但在国际空间站的微重力环境下，他们希望有长达 10 秒的观察时间。
该实验将由仍在地球上的物理学家远程操作，而不是由空间站上的宇航员操作，研究人员每天将有大约 6.5 小时 的时间来开展这项实验。到目前为止，已有 七个提案 从 NASA 获得了资金，将使用“冷原子实验室”进行基础物理学研究。该实验室将 在空间站运行至少三年，并且之后可能会根据情况延长其使用寿命。
这是一项基础物理学研究，因此在 CAL 中取得的发现的实际应用 还很遥远，并且仍然未知。
该实验原定于 2016 年发射，然后是 2017 年 8 月，最终在周一的黎明前发射后才进入轨道。“天鹅座”飞船计划于 5 月 24 日抵达空间站。除了 CAL，还有 很多其他科学实验，包括一个 DNA 和 RNA 测序仪，用于生产异丁烷（一种制造化合物）的大肠杆菌，以及其他几个。此外，还携带了一个 六分仪，这是一种曾经帮助海洋导航员确定方向的设备。国际空间站上的宇航员将测试六分仪在太空中的导航能力，这可能是在未来载人任务前往地球-月球系统以外太阳系目的地时挽救生命的技能。
- 更正：本文已更新，以反映地球上最冷温度的当前记录以及 CAL 实验的目标。我们对此错误表示歉意。
