測量散射中子 研究物質結構

1932年，英國實驗物理學家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。

作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。

世界上已有的三台散裂中子源分別位於美國橡樹嶺國家實驗室、英國盧瑟福實驗室和日本原子能機構在茨城縣東海的實驗室。

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