“大科学装置”简介：高能非弹性中子散射谱仪是什么

中子散射谱仪是一种能深入研究材料内部结构和运动等性质的测量仪器。用特定速度的中子轰击样品，能够在了解材料微观结构和关联强度的基础上反映其特性，为物理、化学、材料、力学和交叉学科研究提供有力支撑。

“中山大学，您已经进入高能非弹谱仪散射室……”

“滴”的一声刷卡声后，向右转动钥匙，厚重的混凝土盖子缓缓移开，揭开了“高能非弹谱仪”的神秘面纱。11月12日，由中山大学与中国散裂中子源合作建设的高能直接几何非弹性中子散射飞行时间谱仪，正式揭牌。

国家需要的“5号线”就位

“无论多难，国家需要的事，就是正确的事，就是应该做的事。”“高能非弹谱仪”的参建者之一，中山大学物理学院中子科学与技术中心主任、教授王猛说。

高能非弹谱仪，填补的是我国中高能非弹性中子散射的空白。

中子，一种肉眼无法分辨的粒子，却是极重要的科研工具。在医院拍X光片，我们可以获知身体的状况，从而对症下药。而中子可以给大块金属、合金拍片，它能够跟物质中的原子核碰撞，是一台具有极强穿透能力的“超级显微镜”，能够对材料做无损、微观的研究，是前沿科学研究的利器。

中国散裂中子源，这一举国瞩目的大科学装置，正是在此背景下于2018年建设成功。从中子源发散出去，一共设计了20条谱仪线路，他们就像“超级显微镜”的不同镜头，满足不同的科研需求，然而因为技术难度大，建设成本高，首期建设的三台谱仪不包括非弹性中子散射谱仪。

“非弹性中子散射谱仪是通过测量物质的自旋波和声子谱等动力学性质研究构成物质的原子之间微观相互作用的专门仪器设备，是美、英、日散裂中子源上最重要的一类谱仪。”王猛说，“以前，中国科研人员不得不去国外开展研究，研究时间和内容受到很大约束。”

以服务国家战略为己任的中山大学，从2017年起，就在积极推动与中国散裂中子源合作建设高能非弹性中子散射谱仪。2019年，历经多轮论证，双方签署合作协议，启动谱仪建设。

今天，走进位于东莞的中国散裂中子源，5号线“高能非弹谱仪”已就位。“中大绿”的外墙颜色，标志着中山大学的又一大科研平台取得里程碑式的进展。

高能非弹谱仪将与中山大学的超算中心、天琴中心、南方海洋实验室、“中山大学”号、“中山大学极地”号、精准医学科学中心、绿色化学与分子工程研究院等大平台一起，集群合力，服务国家。

从学习国外到自主自强

“高能非弹谱仪的建设中，很多时候都是摸着石头过河，我看着这些年轻人一步步解决问题，最终完成了看似不可能的任务。”中山大学物理学院党委书记、教授赵福利说。

2016年，王猛30岁，回国后便成为高能非弹谱仪规划建设的一员，而当时的他，跟中子谱仪相关的经历，只是在国外的谱仪上做过科研。

从“用户”到“制造者”，赵福利教授感慨，这也是多年来，中国许多大科研平台建设、科学事业发展的一个缩影，在国外留学时见过、用过，回国就开始承担自建的任务，从学习国外，到自主自强。

中山大学物理学院中子科学与技术中心副主任、副教授刘新智在回国前曾长期在国外中子源工作。他感触最深的是中国科学家的勤奋。一个中子散射实验，外国科学家就带一个样品，但中国科学家带去的至少有十个样品。“大家恨不得把机器降温的时间都用来做实验，恨不得把带来的样品都做完，根本就不想睡觉。凌晨三点出实验结果，凌晨四点就要出分析结果了。”

中国科学家的勤奋和“不服”，造就了中国科学的高速度发展。他们以主人翁的姿态，面向人才培养、面向学科前沿、面向国家需求奋进。

高能非弹谱仪建成后，将为大湾区乃至全国、全世界中子科学研究者提供交流平台，为凝聚态物理、材料科学等领域提供新的研究手段，对于新材料开发和机理研究具有重要意义。中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳在揭幕仪式上说：“接下来，我们和中大双方将尽快完成高能非弹谱仪的调试，早日投入正式运行，充分发挥谱仪的优势，加强交流合作，推动开放共享，一起努力产出重要的科学成果，为相关学科的基础前沿和应用研究提供一个国际先进的研究平台。”

文/林霞虹 李建平 朱嘉豪

编辑/倪家宁