能给原子“拍视频”的“超级相机”来了 我国首台高能非弹谱仪验收成功

信息时报讯 （记者段亚雄通讯员松湖融媒宣） 近日，我国首台高能直接几何非弹性中子散射谱仪（以下简称“高能非弹谱仪”）验收会在东莞松山湖科学城举行。这台由中山大学和散裂中子源科学中心联合研制建设的“超级相机”，历经八年合作攻关，从概念蓝图变为科学现实，填补了我国百meV以上中高能非弹性中子散射谱仪的空白，将为热电材料、磁性材料、高温超导、能源材料、生命材料等领域的研究提供重要研究平台。这也是我国首台飞行时间非弹性中子散射谱仪，标志着中国散裂中子源的研究领域将从材料静态结构拓展到材料动力学。

高能非弹谱仪利用中子不带电、穿透力强的特点，能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。

据谱仪负责人、中国科学院高能物理研究所东莞研究部副主任童欣介绍，“高能非弹谱仪的独特之处，还在于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，记录原子、分子如何振动、如何旋转、如何传递能量的每一个瞬间。如果说其它谱仪能给材料‘拍照片’，那高能非弹谱仪能给材料‘拍视频’。”

高能非弹谱仪于2019年9月开始建设，在多束实验模式上做出创新设计，多个部件均为建设团队自研，攻克了费米斩波器、超大型真空散射腔、适用于中子散射的磁体样品环境、大面积高压氦三中子探测器等系列关键核心技术，2023年1月12日首次探测到中子束流。

经过两年的调试，高能非弹谱仪的入射中子能量为10—1500 meV，最佳能量分辨率达到3%，信噪比、单位功率入射通量等性能达到国际先进水平。此外谱仪提供3—800K高低温环境和7T磁场环境，可覆盖绝大多数非弹性中子散射实验场景。

验收组专家听取了谱仪负责人的验收报告，现场察看了谱仪设备情况，审阅了工艺测试报告、研制总结报告等资料。经过讨论和质询，验收组专家一致认为散裂中子源科学中心圆满完成了高能非弹谱仪的建设任务，谱仪工艺测试结果达到设计指标，整体性能稳定可靠，具备正式投入运行和开展科学实验的条件。

中国科学院高能物理研究所党委书记、中国散裂中子源二期工程总指挥王生表示，希望高能非弹谱仪不断提升装置性能，拓展应用领域，产出更多高水平科研成果。

高能非弹谱仪完成验收后，将进入试运行阶段，计划于2026年正式向用户开放，将为高温超导物理机制、量子磁性作用机制、热电材料输运性质、电池中离子扩散机制，以及生物材料活性等前沿基础研究工作提供强大支撑。

与此同时，高能非弹谱仪的建成验收，也为粤港澳大湾区国际科技创新中心的协同发展注入了强劲的“微观动能”。包括为香港、澳门在内的大湾区顶尖高校和科研机构的前沿探索提供不可替代的平台支撑，促进跨境产学研深度融合；与深圳光明科学城科技基础设施及创新能力形成互补与联动，共同构建从生命科学到材料科学的综合性研究生态等，强化核心区域的创新策源功能，共同塑造世界级的科研高地。