国内首台高能非芳香中子散射谱仪成功采用

中山大学记者获悉，11月16日，首台高能直接几何中子散射飞行时间谱仪（以下简称“高能非弹性谱仪”）顺利接收。该光谱仪填补了我国散布在100毫电子伏以上的非羽状中子的空白。如果把常规科学仪器比作人眼，那么高能非弹性中子散射飞行时间谱仪就是一台额外拥有“超能力”的相机。它不仅可以看到物体的静态结构，还能够在皮秒（万亿分之一秒）时间尺度上看到物体内部原子和分子的动态过程，记录原子和分子每时每刻如何振动、衰变和传递能量。该谱仪的独特之处在于，它利用了中子的不带电和高穿透性的特性，使其能够“深入“进入虎穴”，直接探测物质内部的微观运动。当中子与物质中的原子核发生“意外碰撞”时，中子的速度和方向都会改变。通过这些变化，科学家可以减少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许多科学问题。例如，在高温超导研究领域，该谱仪可以精确测量物质内部的自旋涨落。可以测量超导材料的声子谱和态密度，揭示电子与声子之间的耦合强度，为揭示高温超导机理提供基础实验证据，在能源材料领域，无论是锂电池中的离子传输还是氢储能。以及释放、原子、离子在材料中扩散的过程中，光谱仪可以实时监测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。在生物医学领域，蛋白质等生物大分子的动态行为决定了其生物学功能。通过中子散射技术，科学家可以研究生物分子在更接近生理环境的条件下的运动，为新药的研发开辟新途径。为了更好地利用这一创新平台，光谱仪建设团队开始开发光谱仪样品的多场集成负载分析模块。该项目目前得到国家重大科研仪器研制项目的支持。