11月16日，我國首臺高能直接幾何非彈性中子散射譜儀（以下簡稱“高能非彈譜儀”）驗收會在高能物理研究所東莞研究部舉行。歷經(jīng)八年合作攻關(guān)，從概念藍圖變?yōu)榭茖W(xué)現(xiàn)實，這臺由中山大學(xué)和散裂中子源科學(xué)中心聯(lián)合研制建設(shè)的“超級相機”，填補了我國百meV以上中高能非彈性中子散射譜儀的空白，將為熱電材料、磁性材料、高溫超導(dǎo)、能源材料、生命材料等領(lǐng)域的研究提供重要研究平臺。這是我國首臺飛行時間非彈性中子散射譜儀，標志著中國散裂中子源的研究領(lǐng)域?qū)牟牧响o態(tài)結(jié)構(gòu)拓展到材料動力學(xué)。
驗收組專家聽取了譜儀負責人的驗收報告，現(xiàn)場察看了譜儀設(shè)備情況，審閱了工藝測試報告、研制總結(jié)報告等資料。經(jīng)過討論和質(zhì)詢，驗收組專家一致認為散裂中子源科學(xué)中心圓滿完成了高能非彈譜儀的建設(shè)任務(wù)，譜儀工藝測試結(jié)果達到設(shè)計指標，整體性能穩(wěn)定可靠，具備正式投入運行和開展科學(xué)實驗的條件。
高能非彈譜儀于2019年9月開始建設(shè)，在多束實驗?zāi)Ｊ缴献龀鰟?chuàng)新設(shè)計，多個部件均為建設(shè)團隊自研，攻克了費米斬波器、超大型真空散射腔、適用于中子散射的磁體樣品環(huán)境、大面積高壓氦三中子探測器等系列關(guān)鍵核心技術(shù)，2023年1月12日首次探測到中子束流。經(jīng)過兩年的調(diào)試，高能非彈譜儀的入射中子能量為10-1500meV，最佳能量分辨率達到3%，信噪比、單位功率入射通量等性能達到國際先進水平。此外譜儀提供3-800K高低溫環(huán)境和7T磁場環(huán)境，可覆蓋絕大多數(shù)非彈性中子散射實驗場景。
高能非彈譜儀利用中子不帶電、穿透力強的特點，能直接探測到物質(zhì)內(nèi)部的微觀運動。當中子與物質(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。據(jù)譜儀負責人、中國科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部副主任童欣介紹，“高能非彈譜儀的獨特之處，在于它不僅能看清物質(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，記錄下子、分子如何振動、如何旋轉(zhuǎn)、如何傳遞能量的每一個瞬間。如果說其它譜儀能給材料‘拍照片’，那高能非彈譜儀能給材料‘拍視頻’?！?/p>
高能非彈譜儀完成驗收后，將進入試運行階段，計劃于2026年正式向用戶開放，將為高溫超導(dǎo)物理機制、量子磁性作用機制、熱電材料輸運性質(zhì)、電池中離子擴散機制、以及生物材料活性等前沿基礎(chǔ)研究工作提供強大支撐。中國科學(xué)院高能物理研究所黨委書記、中國散裂中子源二期工程總指揮王生指出，希望高能非彈譜儀不斷提升裝置性能，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)出更多高水平科研成果。
（記者 梁曉云）
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