11月12日，中山大學(xué)與散裂中子源科學(xué)中心合作建設(shè)的高能直接幾何非彈性中子散射飛行時間譜儀（以下簡稱“高能非彈譜儀”）在位于東莞的中國散裂中子源正式揭牌，預(yù)計于明年正式投入使用。它填補了我國高能非彈性中子散射領(lǐng)域的空白，是科學(xué)家觀察材料微觀結(jié)構(gòu)和運動特征極為獨特的“顯微鏡”，有望進一步揭示高溫超導(dǎo)機理、熱電機理等前沿科學(xué)問題。

這是我國首臺非彈性中子散射飛行時間譜儀，設(shè)計入射能量范圍為10 - 1500 meV，主要性能指標(biāo)上達到國際先進水平。

中國科學(xué)院院士、中山大學(xué)校長高松在揭牌儀式上介紹：“從2017年起，中山大學(xué)與中國科學(xué)院高能物理研究所積極推動合作建設(shè)高能非彈性中子散射譜儀，2019年簽署了合作建設(shè)協(xié)議，啟動譜儀建設(shè)。在過去的四年里，散裂中子源科學(xué)中心譜儀建設(shè)團隊和學(xué)校物理學(xué)院等相關(guān)團隊克服了疫情的影響，突破了斬波器、散射腔、探測器等一系列關(guān)鍵技術(shù)，攻堅克難，落實譜儀建設(shè)任務(wù)，并在今年六月份順利測量到了釩的聲子譜，標(biāo)志著中國首臺高能非彈性中子散射譜儀的成功建設(shè)。”

中子散射譜儀是一種能深入研究材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運動等性質(zhì)的測量儀器。用特定速度的中子轟擊樣品，能夠在了解材料微觀結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)強度的基礎(chǔ)上反映其特性，從而助力物質(zhì)的晶格振動、磁性激發(fā)和晶體場激發(fā)等特性研究，為物理、化學(xué)、材料、力學(xué)和交叉學(xué)科研究提供有力支撐。中山大學(xué)物理學(xué)院中子科學(xué)與技術(shù)中心主任、教授王猛介紹，高能非彈譜儀正式投入使用后，團隊可以利用中子譜儀觀察鎳氧化物的磁激發(fā)譜，獲取磁性、自旋動力學(xué)等數(shù)據(jù)，助力高溫超導(dǎo)的機理研究。

高能直接幾何非彈性中子散射飛行時間譜儀

大體積、高真空的散射腔，對材料粘接要求極高的徑向準(zhǔn)直器，大尺寸、高氣密性的閥門……散裂中子源科學(xué)中心建設(shè)團隊同國內(nèi)高科技企業(yè)通力協(xié)作，在有限時間里解決了一個又一個技術(shù)難題。大科學(xué)裝置“沿途下蛋”，通過尖端科學(xué)儀器建設(shè)，倒逼上下游研究者和生產(chǎn)商提升技術(shù)，助力高端制造。

為保證譜儀的順利建成，科研人員通力合作，提前布局，經(jīng)過艱苦努力，自主研制了國內(nèi)首個費米斬波器，填補了空白，并通過快速的迭代改進，目前性能已經(jīng)基本達到設(shè)計指標(biāo)。

2021年和2022年，高能非彈譜儀共獲批專項博士研究生指標(biāo)15名，面向譜儀的學(xué)科發(fā)展設(shè)置，采取雙導(dǎo)師制，由中山大學(xué)物理學(xué)院的教授和散裂中子源的導(dǎo)師共同指導(dǎo)。高能非彈譜儀將為中子譜儀研究領(lǐng)域培養(yǎng)青年人才提供平臺。

高松表示，譜儀開放運行后，將堅持面向世界科技前沿和國家戰(zhàn)略需求，主動服務(wù)粵港澳大灣區(qū)，積極推動我國中子科學(xué)與技術(shù)發(fā)展。

中山大學(xué)黨委書記陳春聲，中國科學(xué)院院士、中山大學(xué)校長高松和中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院高能物理研究所所長王貽芳等共同為“高能直接幾何非彈性中子散射飛行時間譜儀”揭牌。

文丨記者 陳亮 通訊員 李建平 朱嘉豪

圖丨通訊員供圖