我國首臺

高能直接幾何非彈性

中子散射飛行時間譜儀

（下稱“高能非彈譜儀”）

驗收會暨交接儀式

在中國散裂中子源舉行

歷經(jīng)8年合作攻關(guān)

這臺致力于觀測物質(zhì)微觀世界的

結(jié)構(gòu)與動力學(xué)性質(zhì)的大國重器

從概念藍(lán)圖變?yōu)榱丝茖W(xué)現(xiàn)實

填補(bǔ)了我國百毫電子伏以上

非彈性中子散射的空白

圖源：中山大學(xué)

何為高能非彈譜儀？

如果把常規(guī)的科學(xué)儀器比作人眼，那么高能非彈性中子散射飛行時間譜儀就是一臺具備“超能力”的超級相機(jī)。

簡單來說，它不僅能看清物質(zhì)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，更具備探測物質(zhì)內(nèi)部原子、分子在皮秒（萬億分之一秒）時間尺度動態(tài)過程的能力，記錄下原子、分子如何振動、如何旋轉(zhuǎn)、如何傳遞能量的每一個瞬間。

這臺譜儀的獨(dú)特之處在于，它利用了中子不帶電、穿透力強(qiáng)的特性，能夠“深入虎穴”，直接探測到物質(zhì)內(nèi)部的微觀運(yùn)動。當(dāng)中子與物質(zhì)中的原子核發(fā)生“非彈性碰撞”時，中子會改變速度與方向，通過這些變化，科學(xué)家就能反推出物質(zhì)內(nèi)部的動態(tài)信息。

我國首臺高能直接幾何非彈性中子散射飛行時間譜儀 圖源：中山大學(xué)

大國重器，來之不易

2017年，中山大學(xué)與中國科學(xué)院高能物理研究所簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，啟動中子譜儀合作項目。經(jīng)過兩年的論證和預(yù)研，確定面向?qū)W術(shù)前沿和中國散裂中子源需求，建設(shè)中國首臺高能非彈性中子散射譜儀，并自2019年正式啟動建設(shè)。

中山大學(xué)和散裂中子源科學(xué)中心共同組成譜儀建設(shè)團(tuán)隊，與專業(yè)技術(shù)組通力協(xié)作，攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)，包括自研費(fèi)米斬波器、超大真空散射腔體等，終于在2023年1月12日成功在譜儀上輸出中子。

隨后，譜儀進(jìn)入帶束調(diào)試階段，并在年中初步獲得了標(biāo)準(zhǔn)樣品釩的聲子譜和態(tài)密度。同年11月12日，譜儀正式揭牌，各模塊的調(diào)試隨即按下了加速鍵。最終，又經(jīng)過兩年多的調(diào)試，背景大幅降低，譜儀的各項指標(biāo)均已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

高能非彈譜儀部分組件 圖源：中山大學(xué)

高能非彈譜儀的驗收不僅是一個項目的完結(jié)，更是新探索的開始，如同一位精密的“中子攝影師”，它能夠捕捉物質(zhì)內(nèi)部原子、磁距分布和細(xì)微的動態(tài)變換。

“在它的視野里，高溫超導(dǎo)的奧秘、量子磁性的機(jī)理、新能源材料的本性將逐漸褪去神秘外衣，孕育出更多改變生活的技術(shù)創(chuàng)新?！敝猩酱髮W(xué)物理學(xué)院譜儀建設(shè)團(tuán)隊劉新智副教授介紹。

為更好利用這一創(chuàng)新平臺，譜儀建設(shè)團(tuán)隊啟動了譜儀樣品多場耦合加載分析模塊的研制，該項目目前已獲得國家重大科研儀器研制專項的支持，將使高能非彈譜儀能在更多重大科學(xué)問題上發(fā)揮關(guān)鍵作用。

參考來源

中山大學(xué)《順利交付！中大與中國科學(xué)院花8年時間攻關(guān)“超級相機(jī)”》

https://mp.weixin.qq.com/s/thApmQeKxMe694bGm_u9sQ

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