国之重器“扩容升级”!中国首个缪子源将在东莞启建

来源:观察者网

2023-11-07 15:48

据微信公众号“东莞发布”6日消息,位于东莞的中国散裂中子源将启动建设中国首个缪子源实验站,目前已经完成初步设计,预计5年9个月内完成建设。这也是世界上第五个缪子源,未来,许多关于缪子的实验在国内就能完成。

我国首个缪子源在东莞开建

对全球的缪子研究具有重要意义

国家重大科技基础设施——中国散裂中子源二期工程包含着一种新的粒子源研究平台,这引起了国内外科学家们热议。

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,来自全球的知名专家进行深入研讨。

英国散裂中子源、瑞士保罗谢尔研究所、日本质子加速器研究中心、加拿大加速器中心、日本大阪大学、香港大学、中国科学院物理研究所、中国科学院近代物理研究所、北京大学、中国科学技术大学、上海交通大学、复旦大学等19个单位70余位专家代表参会。

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。

宇宙中的缪子产生过程

会上,国内外专家围绕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,还围绕在MELODY上可开展的基础研究、应用研究和试验发展等展开讨论,为MELODY的设计、建设、运行提供指导和建议。

“有了国家基金的支持,东莞将建起中国第一个、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。”作为业内权威专家,日本大阪大学教授、中国科学技术大学客座教授久野良孝期待MELODY在国际缪子学科研究中作出更大的贡献。

中国散裂中子源二期工程建成后

将在多个领域发挥重要作用

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。

作为中国散裂中子源二期工程中的重要组成部分,MELODY建成后,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。

作为中国首个缪子源,MELODY的建设将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。

“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。”中国科学院高能物理研究所特聘青年研究员鲍煜介绍,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;对于新能源电池则能微观显示充放电的过程;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。

中国科学院高能物理研究所副研究员李强说,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,在磁性材料和超导方面有广泛的应用前景。

MELODY已经完成初步设计

预计5年9个月内完成建设

今年以来,MELODY已经完成初步设计,预计5年9个月内完成建设。届时,作为中国散裂中子源中子散射平台的重要补充,该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能很快地开展。鲍煜说,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。

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。

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。项目建成后,装置综合性能将达到国际先进水平,对高水平科技自立自强作出更多贡献。

责任编辑:范维
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