11月2日晚，《“科学之光”——量子神奇》课程迎来本学期第三讲。本次课程由PG电子试玩物理学院温锦生教授主讲，主题是“量子材料的中子散射研究”。温锦生教授长期致力于用中子谱学手段研究量子材料，本堂课他就结合自己的研究为大家深入浅出地讲解了这一研究领域。
图1 讲座主题
课程第一部分，温老师为大家介绍了中子散射这一技术。温老师先从我们对物质世界的观察引入，宏观世界里我们能看见各个物体，是因为物体反射的可见光进入了我们的眼睛。而在微观世界里，当我们的研究尺度小到原子的尺度，可见光已经无法分辨，这时我们就要借助其他的手段，而中子散射就是我们观察微观世界的一种方法。
然后，温老师从中子的发现开始讲起，紧接着引入了量子力学中波粒二象性这样一个重要概念，指出中子这样的粒子也具有波的性质。为了加强同学们直观的感受，温老师以一道通俗易懂的题目来说明中子的波长与原子的尺度相当，正因如此，我们能够用它来探寻微观世界的奥妙。
图2 温老师在讲课中
接下来，温老师介绍了中子散射技术在机械工程、生物医学、新能源、文物研究等很多方面的广泛应用，通过这些例子，同学们也充分认识到了中子在现代科学研究中发挥了重要作用。
但是，要进行中子散射的实验，需要依靠中子源这种大科学装置，温老师介绍了世界各地中子源的分布情况。中国目前有位于北京的中国先进研究堆（CARR），位于绵阳的中国绵阳研究堆（CMRR），以及位于东莞的中国散裂中子源（CSNS）。同时，温老师也分享了他和研究组成员前往世界各地做实验的一些经历。这些丰富多彩的经历也充分吸引了同学们的兴趣。
课程第二部分，温老师介绍了中子散射在量子材料研究中的应用。温老师从以量子材料为物质基础的量子科技讲起，谈了它在当今物理学研究中的地位以及对于时代发展的重要作用。接着，温老师介绍了当下量子材料研究的基本范式，包括理论计算、样品生长和物性测量。中子散射技术就是一种重要的物性测量手段。在这一领域，有两位科学家因为对用于凝聚态物质研究的中子散射技术的开创性研究而获得1994年诺贝尔物理学奖。最后，温老师介绍了自己课题组最近的一个研究成果作为例子，通过磁性测量，在蜂窝晶格反铁磁体Na3Ni2BiO6中观测到1/3磁化平台相，通过中子散射实验，并结合理论计算，确定了材料的磁结构，并为确认在这种材料中存在Kitaev相互作用提供了有力的实验依据。
温老师的讲座通俗易懂又不失深度，视野广阔又重点突出，一堂课结束，同学们在轻松的氛围中领略了量子科学的神奇与美妙。
（物理学院董帅）