颗粒物质在人类的生活生产中随处可见，地球上大部分的固态物质也是呈离散形式存在的。在二十一世纪的今天，人类虽然对微观和宏观世界的认识取得了巨大突破，但是对由离散单元组成的复杂颗粒体系的运动规律仍然知之甚少。　　颗粒物质自身具有能量耗散的特点，因此它是一种远离平衡态的体系。耗散结构理论指出，一个远离平衡态的开放体系通过不断地与外界交流能量或物质，当外界条件达到临界状态时，体系可通过内部作用产生自组织现象，使体系从原来无序的状态自发转变为时间或空间上有序的状态。颗粒物质在特定的外界条件作用下会出现自排序、自组织、班图等空间有序的现象，因此颗粒物质可以很好得被用来研究非平衡态力学。　　没有能量输入的颗粒物质在地面上会由于受到重力作用而落在容器底部，而没有重力影响的失重环境又难以实现，因此之前多数在地面上进行的关于颗粒物质的研究耦合了重力作用的影响。但是对颗粒物质仅由自身性质而引起的运动行为进行探索对研究非平衡态行为非常重要。　　能量耗散是导致颗粒气体运动行为不同于理想气体最主要的因素，因此研究颗粒气体的能量耗散对颗粒物质其他现象的认识具有重要的意义。我们利用不来梅落塔提供的微重力环境对颗粒气体的自由冷却过程进行了观察，验证了Haff定律;并通过数值模拟研究了恢复系数、摩擦、颗粒数密度和颗粒尺寸对冷却速率（特征耗散时间）的影响。　　对于有能量持续输入的颗粒气体，其颗粒密度在空间的分布存在涨落。某个局部区域的密度由于涨落而变大时，该区域耗散强度会增加、导致压强降低，压强较大区域中的颗粒会由于压强梯度会扩散到压强小的区域，当满足特定条件时，该过程变得不再可逆，从而形成团簇。对双仓颗粒气体而言，这种现象类似“麦克斯韦妖”。我们在“实践十号”卫星中首次通过实验观察微重力下颗粒气体的“麦克斯韦妖”现象，并探究了外界激励强度、开口不对称等对其的影响。