11月16日
我国首台高能直接几何
非弹性中子散射飞行时间谱仪
（以下简称“高能非弹谱仪”）
这台致力于观测
物质微观世界的结构与动力学性质的大国重器
填补了我国百毫电子伏以上
非弹性中子散射的空白
在科技创新的历史长河中，仪器从来不单单是一台设备，更是开启未知世界大门的钥匙。2025年11月16日，我国首台高能直接几何非弹性中子散射飞行时间谱仪正式完成验收并交付使用。这台位于广东东莞由中山大学和散裂中子源科学中心联合研制建设的大型科研仪器，将以其独特的洞察力，带领我们走进前所未见的微观世界。
如果把常规的科学仪器比作人眼，那么高能非弹谱仪就是一台具备“超能力”的“超级相机”。它不仅能看清物质的静态结构，更具备探测物质内部原子、分子在皮秒（万亿分之一秒）时间尺度动态过程的能力，记录下原子、分子如何振动、如何旋转、如何传递能量的每一个瞬间。
这台高能非弹谱仪的独特之处在于，它利用了中子不带电、穿透力强的特性，能够直接探测到物质内部的微观运动。当中子与物质中的原子核发生“非弹性碰撞”时，中子会改变速度与方向，通过这些变化，科学家就能反推出物质内部的动态信息。
受益于超大的探测器面积，高能非弹谱仪特设有白光劳厄相机工作模式，将有助于快速探测单晶材料的结构和磁结构等信息。它将为高温超导物理机制、量子磁性作用机制、热电材料输运性质、电池中离子扩散机制以及生物材料活性等前沿基础研究工作提供关键微观结构动力学信息
从2017年中山大学与中国散裂中子源签署战略合作协议开始，这条仪器研发之路已走过八个春秋，建设过程中凝聚了数百位科研人员的心血与智慧。谱仪的建设过程充满了挑战。谱仪多个部件均为建设团队自研，包括多种类型中子斩波器、超大型真空散射腔、适用于中子散射的磁体样品环境、大面积高压氦三中子探测器等。
2019年启动建设，2023年成功输出中子束流，再到如今各项指标全面达标，这条攻关之路见证了中国科研人员从跟跑到并跑，甚至在部分领域实现领跑，克服困难超越自我的奋斗历程。
高能直接几何非弹性中子散射飞行时间谱仪（资料图）
高能非弹性中子散射谱仪的科学价值，体现在它能够解决众多前沿科学问题。
例如，在高温超导研究领域，这台谱仪能够精确测量超导体中的自旋涨落，分析其与超导的关系，可测量超导材料的声子谱与态密度，揭示电子与声子耦合的强度，为揭示高温超导机理提供关键实验证据。
在能源材料领域，无论是锂电池中的离子迁移，还是氢能源中的储存与释放，都涉及原子、离子在材料中的扩散过程。谱仪可以实时跟踪这些微观粒子的运动轨迹，为设计更高性能的能源材料提供理论指导。
在生物医药领域，蛋白质等生物大分子的动力学行为决定了其生物功能。通过中子散射技术，科学家能够在更接近生理环境的条件下研究生物分子的运动，为新药研发开辟新的途径。
为了更好利用这一创新平台，谱仪建设团队目前已启动了谱仪样品多场耦合加载分析模块的研制，该项目目前已获得国家重大科研仪器研制专项的支持。相信该项目的顺利推进将使高能非弹谱仪能在更多重大科学问题上发挥关键作用。
作为国家重大科技基础设施的重要成员
这台谱仪
将成为服务全国科研界的重要平台
它的开放共享
将为物理、化学、材料、生物等
多个基础学科的发展提供强大支撑
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