11月16日，中國首台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」）驗收會暨交接儀式在中國散裂中子源舉行。中山大學與中國科學院高能物理研究所歷經八年合作攻關，從概念藍圖變為科學現實，這台致力於觀測物質微觀世界的結構與動力學性質的大國重器來之不易。

    中山大學與散裂中子源科學中心團隊造「中子攝影師」

    2017年，中山大學與中國科學院高能物理研究所簽署戰略合作協議，啟動中子譜儀合作項目。經過兩年的論證和預研，確定面向學術前沿和中國散裂中子源需求建設中國首台高能非彈性中子散射譜儀。譜儀自2019年正式啟動建設。中山大學和散裂中子源科學中心共同組成譜儀建設團隊，與專業技術組通力協作，攻克了一系列關鍵技術，包括自研費米斬波器、超大真空散射腔體等，終於在2023年1月12日成功在譜儀上輸出中子。隨後，譜儀進入帶束調試階段，並在年中初步獲得了標準樣品釩的聲子譜和態密度。同年11月12日，譜儀正式揭牌，各模塊的調試隨即按下了加速鍵。最終，又經過兩年多的調試，背景大幅降低，譜儀的各項指標均已達到國際領先水平。

    這個大國重器如同一位精密的「中子攝影師」，能夠捕捉物質內部原子、磁基分布和細微的動態變換。在它的視野里，高溫超導的奧秘、量子磁性的機理、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創新。

    填補中國中子散射領域空白

    高能非彈譜儀填補了中國百毫電子伏以上非彈性中子散射的空白。據了解，非彈性中子散射譜儀既可獲得散射中子的空間分布信息，也可獲取散射中子的能量變化，可以在動量與能量空間測量物質微觀結構的動力學行為。

    利用費米斬波器和帶寬斬波器協同工作，高能非彈性中子散射譜儀可實現多波長模式和單波長模式的快速切換。此外譜儀提供1.5-800K高低溫環境和7T磁場環境，可以覆蓋絕大多數的非彈性中子散射實驗場景。

    值得一提的是，受益於超大的探測器面積，譜儀特設有白光勞厄相機工作模式，將有助於快速探測單晶材料的結構和磁結構等信息。它將為高溫超導物理機制、量子磁性作用機制、熱電材料輸運性質、電池中離子擴散機制、以及生物材料活性等前沿基礎研究工作提供關鍵微觀結構動力學信息。

    為了更好利用這一創新平台，譜儀建設團隊目前已啟動了譜儀樣品多場耦合加載分析模塊的研製，該項目目前已獲得國家重大科研儀器研製專項的支持，將使高能非彈譜儀能在更多重大科學問題上發揮關鍵作用。（記者 黃裕勇 通訊員 謝濤）