國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——中國散裂中子源二期工程包含著一種新的粒子源研究平臺，這引起了國內(nèi)外科學(xué)家們熱議。11月4日至6日，我國首個繆子源——中國散裂中子源繆子源實驗站（MELODY）第一屆繆子應(yīng)用研討會在東莞召開，來自全球的知名專家進(jìn)行深入研討。
英國散裂中子源、瑞士保羅謝爾研究所、日本質(zhì)子加速器研究中心、加拿大加速器中心、日本大阪大學(xué)、香港大學(xué)、中國科學(xué)院物理研究所、中國科學(xué)院近代物理研究所、北京大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等19個單位70余位專家代表參會。
繆子是粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中基本粒子中的一種?？娮右桩a(chǎn)生且性質(zhì)獨特，高性能的繆子源是國際上綜合性科學(xué)研究的重要實驗平臺。
會上，國內(nèi)外專家圍繞繆子相關(guān)的粒子物理研究、繆子源裝置進(jìn)展、繆子自旋轉(zhuǎn)動/弛豫/共振技術(shù)研究及多學(xué)科應(yīng)用研究等專題進(jìn)行了交流，還圍繞在MELODY上可開展的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和試驗發(fā)展等展開討論，為MELODY的設(shè)計、建設(shè)、運行提供指導(dǎo)和建議。
“有了國家基金的支持，東莞將建起中國第一個、國際第五個繆子源裝置，這對全球的繆子研究具有重要的意義?！弊鳛闃I(yè)內(nèi)權(quán)威專家，日本大阪大學(xué)教授、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)客座教授久野良孝期待MELODY在國際繆子學(xué)科研究中作出更大的貢獻(xiàn)。
記者了解到，我國過去因為缺少繆子源所依賴的高功率質(zhì)子加速器，沒有條件建設(shè)繆子源，利用繆子束作為實驗平臺或探針的很多研究工作無法在國內(nèi)開展。隨著中國散裂中子源二期工程進(jìn)入籌建階段，MELODY被明確納入建設(shè)內(nèi)容。
作為中國散裂中子源二期工程中的重要組成部分，MELODY建成后，將在凝聚態(tài)物理、磁性材料、新能源材料、超導(dǎo)材料等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。作為中國首個繆子源，MELODY的建設(shè)將為我國提供一種新的粒子源研究平臺，助力大灣區(qū)綜合性國家科學(xué)中心建設(shè)。
“在應(yīng)用方面，繆子能與中子互補(bǔ)，在新能源電池研發(fā)、文物考古等方面具備明顯的優(yōu)勢。”中國科學(xué)院高能物理研究所特聘青年研究員鮑煜介紹，如從月球取回來的樣品，繆子可以在不破壞結(jié)構(gòu)土壤樣品的情況下探測到碳、氧等重要生命元素；對于新能源電池則能微觀顯示充放電的過程；具有極強(qiáng)穿透能力的繆子還可以實現(xiàn)大型目標(biāo)物的無接觸、深穿透和無損成像。
中國科學(xué)院高能物理研究所副研究員李強(qiáng)說，繆子對磁性材料非常敏感，在材料科學(xué)方面，繆子可以用來研究樣品在介觀尺度（介于宏觀和微觀之間的尺度）的磁性質(zhì)和電子性質(zhì)，在磁性材料和超導(dǎo)方面有廣泛的應(yīng)用前景。
今年以來，MELODY已經(jīng)完成初步設(shè)計，預(yù)計5年9個月內(nèi)完成建設(shè)。屆時，作為中國散裂中子源中子散射平臺的重要補(bǔ)充，該實驗站將開展物質(zhì)磁性和動力學(xué)研究，繆子原子X射線元素分析和成像、繆束成像、繆束輻照效應(yīng)等研究也能很快地開展。鮑煜說，繆子源裝置將發(fā)展更多技術(shù)，建設(shè)成高水平科研平臺，并為多學(xué)科應(yīng)用提供強(qiáng)有力的研究手段。
中國散裂中子源位于東莞松山湖科學(xué)城，是粵港澳大灣區(qū)首個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，也是我國首臺、世界第四臺脈沖式散裂中子源，被譽(yù)為研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的“超級顯微鏡”。2018年建成投用以來，中國散裂中子源已完成10輪運行，注冊用戶超5000人，完成課題1000余項，在材料科學(xué)、生命科學(xué)、新能源等領(lǐng)域取得了多項重要成果。
目前，中國散裂中子源二期工程可行性研究報告已經(jīng)獲得國家發(fā)展改革委批復(fù)。項目建成后，裝置綜合性能將達(dá)到國際先進(jìn)水平，對高水平科技自立自強(qiáng)作出更多貢獻(xiàn)。