摘要: 在物质科学研究中，我们常常聚焦于其静态结构——原子如何排列，晶体有何对称性。然而，很多情况下，直接决定材料中力、热、光、电、磁等宏观物性的往往是其微观层面的动态(激发态)行为。无论在室温还是极低温度下，这些激发态(通常是量子体系的集体激发态，简称元激发)也广泛存在并发挥着重要作用。原子如何在平衡位置附近振动从而产生声子，磁矩如何集体舞动而产生自旋波，以及这些微观自由度在动态层面上如何相互耦合，最终导致了超导、超流、量子自旋液体、多铁性等宏观量子现象的涌现？要直接“看见”这些动态过程，需要一种特殊的探针：它既能感知原子尺度的空间变化，又能分辨毫电子伏特(meV)级的能量交换；既能穿透材料体相，又能对原子和磁性信号敏感。中子正是开启这类复杂物理现象大门奥秘的一把近乎完美的钥匙。