中大新聞網(wǎng)訊（通訊員謝濤）11月16日，我國(guó)首臺(tái)高能直接幾何非彈性中子散射飛行時(shí)間譜儀（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“高能非彈譜儀”）驗(yàn)收會(huì)暨交接儀式在中國(guó)散裂中子源舉行。歷經(jīng)八年合作攻關(guān)，從概念藍(lán)圖變?yōu)榭茖W(xué)現(xiàn)實(shí)，這臺(tái)致力于觀(guān)測(cè)物質(zhì)微觀(guān)世界的結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的大國(guó)重器來(lái)之不易。
高能非彈譜儀填補(bǔ)了我國(guó)百毫電子伏以上非彈性中子散射的空白。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(dòng)量與能量空間測(cè)量物質(zhì)微觀(guān)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)行為。利用費(fèi)米斬波器和帶寬斬波器協(xié)同工作，可實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)模式和單波長(zhǎng)模式的快速切換。高能非彈譜儀的入射中子能量為10-1500 meV，可產(chǎn)出最佳能量分辨率3%動(dòng)力學(xué)激發(fā)信號(hào)，此外譜儀提供1.5-800K高低溫環(huán)境和7T磁場(chǎng)環(huán)境，可以覆蓋絕大多數(shù)的非彈性中子散射實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。值得一提的是，受益于超大的探測(cè)器面積，譜儀特設(shè)有白光勞厄相機(jī)工作模式，將有助于快速探測(cè)單晶材料的結(jié)構(gòu)和磁結(jié)構(gòu)等信息。它將為高溫超導(dǎo)物理機(jī)制、量子磁性作用機(jī)制、熱電材料輸運(yùn)性質(zhì)、電池中離子擴(kuò)散機(jī)制、以及生物材料活性等前沿基礎(chǔ)研究工作提供關(guān)鍵微觀(guān)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)信息。高能非彈譜儀作為我國(guó)重要的物質(zhì)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)研究平臺(tái)，將為物理、化學(xué)、材料、力學(xué)和交叉學(xué)科研究提供實(shí)驗(yàn)條件。
2017年，中山大學(xué)與中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，啟動(dòng)中子譜儀合作項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)兩年的論證和預(yù)研，確定面向?qū)W術(shù)前沿和中國(guó)散裂中子源需求建設(shè)中國(guó)首臺(tái)高能非彈性中子散射譜儀。譜儀自2019年正式啟動(dòng)建設(shè)。中山大學(xué)和散裂中子源科學(xué)中心共同組成譜儀建設(shè)團(tuán)隊(duì)，與專(zhuān)業(yè)技術(shù)組通力協(xié)作，攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)，包括自研費(fèi)米斬波器、超大真空散射腔體等，終于在2023年1月12日成功在譜儀上輸出中子。隨后，譜儀進(jìn)入帶束調(diào)試階段，并在年中初步獲得了標(biāo)準(zhǔn)樣品釩的聲子譜和態(tài)密度。同年11月12日，譜儀正式揭牌，各模塊的調(diào)試隨即按下了加速鍵。最終，又經(jīng)過(guò)兩年多的調(diào)試，背景大幅降低，譜儀的各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
高能非彈譜儀的驗(yàn)收不僅是一個(gè)項(xiàng)目的完結(jié)，更是新探索的開(kāi)始。這個(gè)大國(guó)重器如同一位精密的“中子攝影師”，能夠捕捉物質(zhì)內(nèi)部原子、磁基分布和細(xì)微的動(dòng)態(tài)變換。在它的視野里，高溫超導(dǎo)的奧秘、量子磁性的機(jī)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(shù)創(chuàng)新。為了更好利用這一創(chuàng)新平臺(tái)，譜儀建設(shè)團(tuán)隊(duì)目前已啟動(dòng)了譜儀樣品多場(chǎng)耦合加載分析模塊的研制，該項(xiàng)目目前已獲得國(guó)家重大科研儀器研制專(zhuān)項(xiàng)的支持。該項(xiàng)目的順利推進(jìn)將使高能非彈譜儀能在更多重大科學(xué)問(wèn)題上發(fā)揮關(guān)鍵作用。
