|
| 中國散裂中子源（CSNS）項目想象圖 |
中子散射：微觀世界研究利器
1932年，查德威克發現了中子，人們認識到原子核由帶正電的質子和不帶電的中子構成。中子的發現及應用是20世紀最重要的科技成就之一。
當中子入射到樣品上時，與它的原子核或磁矩發生相互作用，產生散射。通過測量散射的中子能量和動量的變化，可以研究在原子、分子尺度上各種物質的微觀結構和運動規律，告訴人們原子和分子的位置及其運動狀態。這種研究手段就叫中子散射技術。
做一個較為形象的比喻，假設面前有一張看不見的網，我們不斷地扔出很多玻璃彈珠，彈珠有的穿網而過，有的則打在網上，彈向不同的角度。如果把這些彈珠的運動軌跡記錄下來，就能大致推測出網的形狀；如果彈珠發得夠多、夠密、夠強，就能把這張網精確地描繪出來，甚至推斷其材質。
由於中子不帶電、具有磁矩、穿透性強，能分辨輕元素、同位素和近鄰元素，具有非破壞性，這些特性使得中子散射成為研究物質結構和動力學性質的理想探針之一，是多學科研究中探測物質微觀結構和原子運動的強有力手段。
優勢互補：同步輻射和中子源
同步輻射產生的高亮度X射線，主要與原子外圍的電子雲發生相互作用，從而探知物質的微觀信息；而中子是電中性的，它與電子雲基本不發生相互作用，主要與物質中的原子核相互作用。因此，作為探測微觀結構的兩種主要探針，同步輻射和中子散射看到的正好是物質的兩個不同的方面。這種優勢互補，已經被許多學科用來準確地研究物質中原子的位置、排列、運動和相互作用等。
|
