記者從中國科學院高能物理研究所獲悉，11月16日，中國首臺高能直接幾何非彈性中子散射譜儀（以下簡稱“高能非彈譜儀”）通過驗收，具備正式投入運行和開展科學實驗的條件。

這臺由中山大學和散裂中子源科學中心聯合研製建設的“超級相機”，填補了我國百meV（毫電子伏特）以上中高能非彈性中子散射譜儀的空白，將為熱電材料、磁性材料、高溫超導、能源材料、生命材料等領域的研究提供重要研究平臺。這也是我國首臺飛行時間非彈性中子散射譜儀，標誌著中國散裂中子源的研究領域將從材料靜態結構拓展到材料動力學。

高能非彈譜儀利用中子不帶電、穿透力強的特點，能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資訊。

據譜儀負責人、中國科學院高能物理研究所東莞研究部副主任童欣介紹，高能非彈譜儀的獨特之處，在於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，記錄原子、分子如何振動、如何旋轉、如何傳遞能量的每一個瞬間。如果說其他譜儀能給材料“拍照片”，那麼高能非彈譜儀能給材料“拍視頻”。

高能非彈譜儀於2019年9月開始建設，在多束實驗模式上做出創新設計，多個部件均為建設團隊自研，攻克了費米斬波器、超大型真空散射腔、適用於中子散射的磁體樣品環境、大面積高壓氦三中子探測器等系列關鍵核心技術，2023年1月12日首次探測到中子束流。經過兩年的調試，高能非彈譜儀的入射中子能量為10-1500 meV，最佳能量解析度達到3%，信噪比、單位功率入射通量等性能達到國際先進水準。此外譜儀提供3-800K高低溫環境和7T磁場環境，可覆蓋絕大多數非彈性中子散射實驗場景。

高能非彈譜儀完成驗收後，將進入試運行階段，計畫於2026年正式向用戶開放，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強大支撐。

來源：中國科學日報