中國正在加速啟動其下一代中子發生器，並將很快在那裡開始實驗。這將使中國躋身少數幾個擁有強大中子束設施以研究材料結構的國家之列。
中國散裂中子源（CSNS）位於東莞，耗資22億元人民幣（3.31億美元），將使中國不斷壯大的頂尖物理學家和材料科學家隊伍，以及國際合作者，能夠在多個物理和工程領域展開競爭。其設計者也希望該設施將帶來商業產品和應用，範圍從電池和橋樑到飛機引擎和癌症治療。
香港城市大學物理學家王循理表示：“這不僅是中國科學家向前邁進的一大步，也是國際科學家社群的一件大事，他一直參與該設施的規劃。”
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束流轟擊
散裂中子源透過將質子撞擊金屬靶產生中子——CSNS 使用鎢。它們比其他方法更具成本效益和更安全，其他方法使用核反應堆來產生中子束。由於中子不帶電荷，它們比其他一些探測方法更容易穿透材料，並且對氫等輕元素更敏感，這使得它們可用於評估燃料電池的候選材料。類似的設施僅存在於英國、美國、日本和瑞士，瑞典正在建設一個。
日本東海村日本質子加速器研究中心的中子源專家前川藤夫表示，儘管 CSNS 提供的中子密度低於其他散裂源——這意味著實驗將需要更長的時間——但計劃中的升級將使其與其他設施保持一致。鑑於它們的稀缺性，“世界各地的中子使用者總是歡迎新的來源”，他說。
CSNS 將有能力容納 20 條束線，供應儘可能多的儀器。其前三個儀器的初步測試於 11 月 1 日開始。“中子如期到達樣品”，CSNS 中子科學部門負責人王芳衛說。儘管除錯可能需要幾年時間，但他預計這些儀器將在 2017 年底前完成校準並準備好進行初步實驗。
中國物理學家渴望使用該設施來分析材料的潛在磁性，這是中國在該領域擁有豐富經驗的領域。王循理表示，幾臺計劃中的儀器將使科學家有機會走在天空子物理學（磁性材料中類似渦旋的激發）和高溫超導性等領域的前沿。“有很多早中期職業生涯的科學家渴望使用該設施研究磁性”，王循理說。
全球吸引力
王循理認為，最新的設施將鼓勵中國研究人員留在國內，而不是在其他地方發展事業。“過去，中國科學家出國進行此類研究是很常見的”，他說。
該設施的首批儀器也吸引了國際研究人員。德國材料科學家弗蘭克·克洛澤表示，當他和材料科學家克里斯汀·雷姆（他的妻子）決定加入位於汕頭的廣東以色列理工學院時，CSNS 是一個主要因素，汕頭位於東莞以東 400 公里處。克洛澤的研究重點是設計可用於氫動力汽車的資料儲存裝置和感測器。他幫助設計了該設施的其中一臺儀器，用於研究自旋電子器件的磁性，自旋電子器件利用電子的自旋來儲存資料。
但與《自然》雜誌聯絡的科學家對 CSNS 的位置表示擔憂，稱東莞缺乏學校和大學等服務和基礎設施，這些服務和基礎設施將說服頂尖科學家及其家人搬到那裡。“我相信 CSNS 正遭受缺乏真正駐紮在東莞的一流科學家的困擾”，一位熟悉該設施的研究人員表示，由於該問題的敏感性，他要求匿名。潛在使用者也表達了一些失望，儘管該設施有能力容納 20 臺儀器，但今年只有 3 臺儀器可以準備就緒。
但更多的儀器已經在建造中。深圳市政府正在資助兩臺預計在 2019 年底前準備就緒的儀器，其中包括一臺旨在模擬地球核心等高壓環境的儀器。華盛頓特區卡內基科學研究所的地球物理學家毛河光渴望使用它來模擬材料在高壓條件下會發生什麼。“CSNS 儀器將是地球、環境和能源科學，以及物理學、化學和材料科學的巨大資產”，毛說。“我非常興奮，整個中子界也變得非常興奮”。
本文經許可轉載，並於 2017 年 11 月 14 日首次發表。