大科学装置中国散裂中子源“扩容”,我国首个缪子源将落户东莞
南方财经全媒体记者程浩 东莞报道
11月4日至6日,我国首个缪子源——中国散裂中子源缪子源实验站(MELODY)第一届缪子应用研讨会在东莞召开。作为中国散裂中子源二期工程中的重要组成部分,中国第一个、国际第五个缪子源装置将落户东莞,为我国提供一种新的粒子源研究平台,助力大湾区综合性国家科学中心建设。
缪子是粒子物理标准模型中基本粒子中的一种。缪子易产生且性质独特,高性能的缪子源是国际上综合性科学研究的重要实验平台。
研讨会上,来自英国散裂中子源、瑞士保罗谢尔研究所、中国科学院物理研究所、北京大学和香港大学等19个单位70余位全球的知名专家聚焦缪子相关的粒子物理研究、缪子源装置进展、缪子自旋转动弛豫共振技术研究及多学科应用研究等专题进行了交流。会议还围绕在MELODY上可开展的基础研究、应用研究和试验发展等研究需求展开讨论,为MELODY的设计、建设、运行提供指导和建议。
南方财经全媒体记者了解到,我国过去因为缺少缪子源所依赖的高功率质子加速器,没有条件建设缪子源,利用缪子束作为实验平台或探针的很多研究工作无法在国内开展。随着中国散裂中子源二期工程进入筹建阶段,MELODY被明确纳入建设内容,将在东莞建起中国第一个、国际第五个缪子源装置,这对全球的缪子研究具有重要的意义。
中国散裂中子源位于东莞松山湖科学城,是粤港澳大湾区首个国家重大科技基础设施,也是我国首台、世界第四台脉冲式散裂中子源,被誉为研究物质微观结构的“超级显微镜”。2018年建成投用以来,中国散裂中子源已完成10轮运行,注册用户超5000人,完成课题1000余项,在材料科学、生命科学、新能源等领域取得了多项重要成果。
据了解,目前中国散裂中子源二期工程可行性研究报告已经获得国家发展改革委批复。作为中国散裂中子源二期工程中的重要组成部分,MELODY在今年已经完成初步设计,预计5年9个月内完成建设。缪子源装置项目建成后,装置综合性能将达到国际先进水平,将在凝聚态物理、磁性材料、新能源材料、超导材料等领域发挥重要作用。
“缪子对磁性材料非常敏感,在材料科学方面,缪子可以用来研究样品在介观尺度(介于宏观和微观之间的尺度)的磁性质和电子性质,如能微观显示新能源电池充放电的过程,在磁性材料和超导方面有广泛的应用前景。”中国科学院高能物理研究所副研究员李强说。
中国科学院高能物理研究所特聘青年研究员鲍煜介绍,在应用方面,缪子能与中子互补,在新能源电池研发、文物考古等方面具备明显的优势。如从月球取回来的样品,缪子可以在不破坏结构土壤样品的情况下探测到碳、氧等重要生命元素。文物考古等方面,具有极强穿透能力的缪子还可以实现大型目标物的无接触、深穿透和无损成像。
鲍煜表示,作为大科学装置中国散裂中子源中子散射平台的重要补充,缪子源实验站将开展物质磁性和动力学研究,缪子原子X射线元素分析和成像、缪束成像、缪束辐照效应等研究也将提上日程。未来缪子源装置将发展更多技术,建设成高水平科研平台,并为多学科应用提供强有力的研究手段。
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