我國首臺微觀“超級相機”驗收 直擊皮秒級原子動態

16日從中山大學傳來喜訊，我國自主研發的首臺高能直接幾何非彈性中子散射飛行時間譜儀（簡稱“高能非彈譜儀”）成功通過驗收。這臺被譽為微觀世界“超級相機”的大國重器，填補了我國百毫電子伏以上非彈性中子散射領域的技術空白，標志著我國在材料微觀動力學研究領域邁入國際先進行列。

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作為國家重大科技基礎設施的關鍵組成部分，該譜儀由中山大學與散裂中子源科學中心聯合研制，歷時八年攻關，突破了費米斬波器、超大型真空散射腔等多項核心技術瓶頸。與常規科學儀器相比，這臺“超級相機”具備獨特的“超能力”：不僅能清晰呈現物質的靜態結構，更能捕捉原子、分子在皮秒（萬億分之一秒）時間尺度上的振動、旋轉及能量傳遞過程，為人類洞察微觀世界的動態奧秘提供了全新視角。
其工作原理基于中子不帶電、穿透力強的特性，當中子與物質原子核發生“非彈性碰撞”后，通過分析中子速度與方向的變化，科學家可反向推導物質內部的微觀運動規律。得益于超大探測器面積設計，譜儀還增設白光勞厄相機工作模式，能快速精準探測單晶材料的結構與磁結構信息，顯著提升實驗效率。
據介紹，高能非彈譜儀的應用范圍覆蓋多個前沿科研領域，將為高溫超導物理機制、量子磁性作用機制、熱電材料輸運性質、電池離子擴散機制及生物材料活性等基礎研究，提供關鍵的微觀結構動力學數據支撐。中山大學物理學院教授王猛表示，該設備可助力科研團隊獲取磁性材料自旋動力學等核心數據，為高溫超導機理研究開辟新路徑。
作為面向全國科研界的開放共享平臺，這臺高能非彈譜儀將為物理、化學、材料、生物等多學科交叉研究提供強大技術支撐，不僅能提升我國在相關領域的自主研究能力，還將吸引全球科研工作者參與合作，為粵港澳大灣區乃至全國的科技創新注入新動能。業內專家指出，該設備的成功驗收，進一步完善了我國散裂中子源的研究體系，為新材料開發、能源技術突破等提供了重要的基礎研究保障。