近日，联合核子研究所(JINR)在核技术前沿领域——中子光学器件的理论设计上取得重要突破。该所中子物理实验室主导的国际研究团队发展出一套通用数学模型，能够用于设计和控制包括中子在内的多种波动过程，这为开发性能更强的中子光学器件提供了全新理论工具。
这项研究的核心成果在于将光子学与声子学中的先进概念应用于中子物理学领域。研究团队通过建立多层薄膜结构的统一数学模型，已成功设计出用于高效中子自旋过滤的器件模型。该模型能够精确调控中子的自旋状态，是中子散射实验、磁性材料研究等核技术应用中至关重要的核心组件。
在最新研究中，科学家通过对复杂非周期性声波导系统的数学仿真，发现其产生的多频带可调谐传输特性同样适用于中子波的调控。由于描述声波在谐振结构中传播的方程与描述中子在吸收通道中输运的方程具有高度相似性，这一发现为中子光学器件的创新设计开辟了全新途径。
这项研究的最终应用目标明确指向核技术的重要基础设施——脉冲中子源。研究人员指出，基于该理论模型开发的新型中子导管和过滤器，将能实现对中子束流前所未有的光谱和空间选择精度。这将直接提升如JINR的IBR-2研究堆等脉冲中子源装置的实验能力，为材料科学、凝聚态物理等前沿研究提供更强大的技术支持。
该突破性进展体现了核技术研究中跨学科融合的创新价值，通过将波动物理学中的通用原理应用于中子控制，为下一代中子科学装置的开发奠定了重要理论基础，有望推动中子散射技术这一重要核技术分支向更高精度和更强功能发展。
