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11月16日，我國首臺高能直接幾何非彈性中子散射飛行時間譜儀（以下簡稱“高能非彈譜儀”）在中國散裂中子源完成驗收并交付使用。作為重要的物質動力學性質研究平臺，高能非彈譜儀將為物理、化學、材料、力學和交叉學科研究提供實驗條件。

如果把常規的科學儀器比作人眼，那么高能非彈譜儀就是一臺具備“超能力”的超級相機。它不僅能看清物質的靜態結構，更具備探測物質內部原子、分子在皮秒（萬億分之一秒）時間尺度動態過程的能力，記錄下原子、分子如何振動、如何旋轉、如何傳遞能量的每一個瞬間。

據了解，這臺譜儀的獨特之處在于，它利用了中子不帶電、穿透力強的特性，能夠“深入虎穴”，直接探測到物質內部的微觀運動。當中子與物質中的原子核發生“非彈性碰撞”時，中子會改變速度與方向，通過這些變化，科學家就能反推出物質內部的動態信息。

高能非彈譜儀填補了我國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，可以在動量與能量空間測量物質微觀結構的動力學行為。同時，利用費米斬波器和帶寬斬波器協同工作，可實現多波長模式和單波長模式的快速切換。

另外，受益于超大的探測器面積，該譜儀特設有白光勞厄相機工作模式，將有助于快速探測單晶材料的結構和磁結構等信息。它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、電池中離子擴散機制，以及生物材料活性等前沿基礎研究工作提供關鍵微觀結構動力學信息。

據了解，2017年，中山大學與中國科學院高能物理研究所簽署戰略合作協議，啟動中子譜儀合作項目。2023年11月，該譜儀正式揭牌，各模塊的調試按下加速鍵。此后經過兩年多的調試，目前譜儀的各項指標均已達到國際領先水平。

（中山大學供圖）