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“高能非彈譜儀”)，在中國(guó)散裂中子源完成驗(yàn)收并交付使用。作為重要的物質(zhì)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)研究平臺(tái)，高能非彈譜儀將為物理、化學(xué)、材料、力學(xué)和交叉學(xué)科研究提供實(shí)驗(yàn)條件。
如果把常規(guī)的科學(xué)儀器比作人眼，那么高能非彈譜儀就是一臺(tái)具備超能力的“超級(jí)相機(jī)”。它不僅能看清物質(zhì)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，更具備探測(cè)物質(zhì)內(nèi)部原子、分子在皮秒(萬(wàn)億分之一秒)時(shí)間尺度動(dòng)態(tài)過(guò)程的能力，記錄下原子、分子如何振動(dòng)、如何旋轉(zhuǎn)、如何傳遞能量的每一個(gè)瞬間。
這臺(tái)譜儀的獨(dú)特之處在于，它利用了中子不帶電、穿透力強(qiáng)的特性，能夠直接探測(cè)到物質(zhì)內(nèi)部的微觀運(yùn)動(dòng)。當(dāng)中子與物質(zhì)中的原子核發(fā)生“非彈性碰撞”時(shí)，中子會(huì)改變速度與方向，通過(guò)這些變化，科學(xué)家就能反推出物質(zhì)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)信息。
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。它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，能在動(dòng)量與能量空間測(cè)量物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)行為;同時(shí)，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。
另外，受益于超大的探測(cè)器面積，該譜儀特設(shè)有白光勞厄相機(jī)工作模式，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)鍵微觀結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)信息。
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