8月28日10时,在中国散裂中子源靶站谱仪控制室,科研人员在做质子束流打靶前的最后准备。10时56分许,科研人员从中国散裂中子源靶站6号和20号中子束线里,分别测量到从两个不同慢化器输出的中子能谱。这标志着中国散裂中子源主体工程顺利完工。中国科学院院士陈和生是总指挥。
所谓散裂中子源,通俗地说就是一个用“中子”来了解微观世界的工具。世界上的物质由分子和原子组成,而原子内部有原子核,原子核则包含了中子。中子不带电且对某些原子核非常敏感的特性,让它能够“拍摄”到材料的微观结构和内部运动规律,因此成了科学家探测各种物质分子内部结构的“探针”。
也因此,散裂中子源被科学家形象地称作“超级显微镜”。正如X射线能够“拍摄”人体的医学影像,科学家希望找到一种工具,能够“拍摄”物质材料的微观结构。散裂中子源是最佳选择之一。
陈和生打了一个较为形象的比方:假设面前有一张看不见的网,人们不断地扔出很多玻璃弹珠,弹珠有的穿网而过,有的则打在网上,弹向不同的角度。如果把这些弹珠的运动轨迹记录下来,就能大致推测出网的形状;如果弹珠发得够多、够密、够强,就能把这张网精确地描绘出来,甚至推断其材质。
当然,探测物质微观结构,除了“中子探针”,还有利用“X光”探测核外电子的同步辐射装置。X射线适合观测重元素,中子散射适合观测氢、氧、氮等轻元素。同步辐射和中子散射看到的是物质的不同方面,它们可以优势互补。
预计2018年春,中国散裂中子源将按计划全部完工,将成为除英国、美国、日本之外的世界第四台脉冲式散裂中子源。
(《中国青年报》9.11 邱晨辉)