Gli atomi ultrafreddi sono atomi che sono mantenuti a temperature prossime a zero kelvin (zero assoluto). A queste temperature le proprietà quantico-meccaniche dell'atomo diventano importanti. Per raggiungere temperature così basse è necessario utilizzare una combinazione di diverse tecniche.[1] I primi atomi sono solitamente intrappolati e preraffreddati tramite raffreddamento laser in una trappola magnetoottica. Per raggiungere la temperatura più bassa possibile, il raffreddamento viene effettuato mediante processo evaporativo in una trappola magnetica o ottica.
Esperimenti con atomi ultrafreddi sono importanti per comprendere la transizione della fase quantistica e studiare il condensato di Bose-Einstein (Bose–Einstein condensation, BEC), la superfluidità bosonica, il magnetismo quantistico, la dinamica di rotazione dei molti corpi, gli stati di Efimov, la superfluidità di Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) e l'incrocio tra BEC e BCS.[2] Molti sforzi sono stati fatti anche nella realizzazione di simulatori quantistici.[3]