近期,我国自主研制并成功通过验收的首台高能直接几何非弹性中子散射飞行时间谱仪(简称“高能非弹谱仪”)正式投入使用。该设备专注于探究物质微观结构和动力学特性,是我国在百毫电子伏以上非弹性中子散射领域的一项重要突破,有效填补了这一技术空白。
如果把常规的科学仪器比作人眼,那么高能非弹谱仪就是一台具备“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。
这台高能非弹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。
得益于其超大的探测器面积,该高能非弹谱仪特别配备了白光劳厄相机工作模式。这一创新配置极大地提升了其探测效率,有助于迅速而精确地获取单晶材料在结构和磁结构等方面的详细信息。这将对于高温超导物理机制的研究、量子磁性作用机制的探索、热电材料输运性质的分析、电池中离子扩散机制的深入研究,以及生物材料活性的前沿基础研究等领域,提供至关重要的微观结构动力学信息。
作为我国关键科技基础设施的关键组成部分,高能非弹谱仪将构筑起服务于全国科研领域的关键平台。其开放与共享机制,将为物理学、化学、材料科学、生物学等多个基础学科的研究与发展提供坚实的支持。