
在松山湖,一座被誉为“超级显微镜”的大科学装置巍然矗立,它是我国唯一、全球第四台脉冲型散裂中子源——中国散裂中子源(以下简称“CSNS”)。作为能洞察分子和原子级微观世界的“超级CT机”,CSNS自2018年正式运行以来,迅速崛起为国际前沿的多学科研究平台,为能源、材料、生命科学等领域的研究提供了关键支撑,同时通过丰富的科普活动点燃了公众的科学热情。
“火眼金睛”探究微观世界
什么是散裂中子源?19世纪中叶,人们对物质世界的观察还停留在肉眼所见的层面,“针尖”和“麦芒”或许就是人们见过的最小之物。随着光学显微镜的问世,人们终于发现,就算是一粒微不足道的灰尘,也蕴含着原子、分子构成的微观世界。即便如此,人们依然无法看清这些粒子的微观结构,自然也无法发挥它们的效用。
简单来说,散裂中子源就是一种“超级显微镜”。它产生的中子如同“探针”,能够清晰检测物质的内部结构。这一装置对于满足我国重大战略需求、解决前沿科学问题具有极为重要的意义,是深度探索微观世界的有力工具。
从“追赶者”到“领跑者”
“国之重器”重塑科技版图
在科研领域的浩瀚星空中,散裂中子源无疑是一颗璀璨且独特的明星。此前,世界上仅有英国、美国和日本三个国家拥有脉冲型散裂中子源。我国的科学家若要从事相关实验,只能远赴国外申请,受限于旅途奔波、时间窗口以及机时是否满足等诸多因素。
▲谱仪大厅
如今,中国散裂中子源以攻克质子加速器、靶站谱仪等七大系统核心技术的壮举,实现了从无到有、从有到优的跨越。当全球第四台脉冲型装置在东莞发出首束中子流时,这不仅是高能物理领域的里程碑,更标志着中国在微观科学领域完成了从“追赶者”到“领跑者”的华丽转身。
CSNS在新材料、生命科学、资源环境等多个关键领域熠熠生辉,正逐渐改变着我们的生活轨迹,为人类的未来勾勒出更为广阔的可能性。在新能源领域,太阳能电池结构的优化得益于中子散射技术对材料缺陷的精准观测;在页岩气开发中,中子成像技术助力科学家解析岩石孔隙结构,提升开采效率。其科研成果与国家重大需求紧密相连,在量子材料、生物大分子等领域的探索,也为未来技术革命埋下伏笔。
不仅如此,它的开放共享机制也吸引了全球科学家,来自美、日、欧等地的研究团队常驻东莞,与国际同行合作攻关。这种“大科学装置+全球协作”的模式,不仅加速了科学发现,更提升了我国在国际科技舞台的话语权。
科普教育基地:
打造全民参与的“科学盛宴”
春和景明,这个有“超级显微镜”之称的“国之重器”,在科普教育上迎来了硕果累累的收获季节——自2018年至今,园区参观人数超11万人次,已成为粤港澳大湾区重要的科普和教育参观基地。
▲科普展厅
据悉,散裂中子源科学中心于2014年获批东莞市科普教育基地、2015年获批广东省青少年科技教育基地、2020年获批广东省科普教育基地,2021年荣获广东省十佳科普教育基地称号。截至目前,基地设有科普展厅2个,科普宣传栏300多米,并在直线设备楼、环形加速器设备楼、靶站谱仪大厅等装置现场设置科普宣传展板,开放面积超 1万平方米。园区内还设有中国科学院党员主题教育基地,是宣传党的方针、政策,弘扬科学家精神的重要窗口。CSNS所蕴含的科学原理大大提升了周边公众的科学兴趣,吸引了社会各界人士前来基地参观。
为促进科学传播与普及,CSNS采取了一系列多元化科学普及手段。一年一度的品牌科普活动“公众科学日”已成为公众了解科技进展、探索科学的重要渠道,以及弘扬科学精神、传播科学知识的重要平台,自2018年至今已成功举办7届,累计线下参观人数超过1.9万、网络点击率近349万。
▲2024年CSNS专题科普教育课程(与东莞市科技馆合作开展)
科学家进校园“开学第一讲”活动则是CSNS另一品牌活动,目前活动已连续举办六届。此前,松山湖2024年“开学第一讲”暨中国散裂中子源科普进校园活动由科学家童欣老师讲授《神秘的量子世界》,为松山湖一万名中小学师生开启了一场量子世界的奇妙之旅。与大朗镇人大办、大朗镇教育管理中心联合举办的一年一度“大朗镇开学第一讲暨科学家进校园活动”,为大朗镇5万余名中小学生一起“零距离”点燃学子科学梦。科普讲座、科普进校园、科普展览等专题科普活动至今已举办50多场。此外,CSNS还不断针对中小学生开发一系列专题科普教育课程,并加大宣传片、科普短视频、沙盘模型、科普小实验模型、文创产品等科普作品的开发力度。其中科普动画短视频《散裂中子诞生记》获2022年“全国科普微视频大赛”优秀作品。
从破解青铜器的千年锈蚀密码,到绘制高温超导材料的量子地图,CSNS正以“尽精微”的探索精神,在原子尺度上书写“致广大”的科技史诗。这座矗立于珠江东岸的科学丰碑,不仅是中国创新能力的注脚,更是一把打开未来之门的钥匙:在这里,每一粒中子的轨迹,都是通向星辰大海的航路;每一次微观的洞察,都在重塑人类文明的疆界。(本项目为东莞科普专项资助项目)