我国首台高能非弹性中子散射谱仪成功验收
2025-11-17 19:50:00 来源:央视新闻客户端

记者从中山大学了解到,11月16日,我国首台高能直接几何非弹性中子散射飞行时间谱仪(以下简称“高能非弹谱仪”)验收成功,这台谱仪填补了我国百毫电子伏以上非弹性中子散射的空白。

如果把常规的科学仪器比作人眼,那么高能非弹性中子散射飞行时间谱仪就是一台具备“超能力”的超级相机。它不仅能看清物质的静态结构,更具备探测物质内部原子、分子在皮秒(万亿分之一秒)时间尺度动态过程的能力,记录下原子、分子如何振动、如何旋转、如何传递能量的每一个瞬间。

这台谱仪的独特之处在于,它利用了中子不带电、穿透力强的特性,能够“深入虎穴”,直接探测到物质内部的微观运动。当中子与物质中的原子核发生“非弹性碰撞”时,中子会改变速度与方向,通过这些变化,科学家就能反推出物质内部的动态信息。

高能非弹性中子散射谱仪的科学价值,在于它能够解决众多前沿科学问题。例如,在高温超导研究领域,这台谱仪能够精确测量超导体中的自旋涨落,分析其与超导的关系,可测量超导材料的声子谱与态密度,揭示电子与声子耦合的强度,为揭示高温超导机理提供关键实验证据;在能源材料领域,无论是锂电池中的离子迁移,还是氢能源中的储存与释放,都涉及原子、离子在材料中的扩散过程,谱仪可以实时跟踪这些微观粒子的运动轨迹,为设计更高性能的能源材料提供理论指导;在生物医药领域,蛋白质等生物大分子的动力学行为决定了其生物功能,通过中子散射技术,科学家能够在更接近生理环境的条件下研究生物分子的运动,为新药研发开辟新的途径。

为了更好利用这一创新平台,谱仪建设团队目前已启动了谱仪样品多场耦合加载分析模块的研制,该项目目前已获得国家重大科研仪器研制专项的支持。

监制|李岳 张巍

编辑|王志达 林丽丽

记者|郑澍 赵菁

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