世界上的物质是由分子和原子构成的，原子就像是原子核和核外电子的微小太阳系，质子和中子构成了原子核。 

　　中子作为组成原子核的基本粒子之一，不带电，因此被称为中子。它是由剑桥大学卡文迪许实验室的英国物理学家詹姆斯·查德威克于1932年发现的。中子对轻的原子核非常敏感，能够精确测得分子结构中的氢原子位置，还能定位“掺杂”在重原子中的其他轻原子。中子的这种特性，使它能够“拍摄”到材料的微观结构，跟踪正在运动中的原子核分子的行为。

　　中子主要是通过“中子散射”过程来实现对样品的研究：当一束中子入射到所研究的对象上时，与研究材料中的原子核或磁矩发生相互作用，向各个方向散射开来。就好像一束光打在半透明的物体上，有的光透过物体，有的光被反射或散射，这样我们能够从各个方向上看到物体。中子束流打到样品上时，大多数中子会穿过样品，不受任何阻碍，但有些中子将直接与样品的原子核发生相互作用，运动方向发生改变而发生分散传播，就像弹珠游戏一样。通过测量散射出来的中子能量和动量的变化，可以在原子、分子尺度上研究各种物质的微观结构和运动规律，告诉人们原子、分子在哪里，在做什么，这种研究手段叫做中子散射技术。

　　中子散射和X射线技术都是人类探索物质微观结构的有力手段。慢中子散射技术是当今研究物质微观结构和运动最重要的工具之一，与同步辐射光源在很多方面有相辅相成的作用，在非常宽广的研究领域如材料、物理、生物、化学、地学和工程等研究中都是很有效的工具。与其它物质结构的手段相比，中子散射具有以下明显的特点或优势：

　　宽广的波长范围：与物质中原子间距相近，是度量物质微观结构最适合的标尺，探测范围从氢原子到生物大分子。

　　合适的能量覆盖：适合研究物质中各种不同的相互作用和动态过程，探测范围从分子振动、晶格振动到电子层跃迁。

　　直接与核作用：对轻元素原子灵敏和可以区分同位素，是研究生物大分子的强有力工具。

　　中子磁矩： 很适合用来研究磁性材料中的微观磁结构和磁涨落。

　　对样品系统扰动小：有利于研究微观结构的细微变化。

　　高穿透性：易于开展工业大部件和极端条件下物质结构和动态的研究。

　　【相关小知识】

　　中子散射：中子作为一种粒子，与材料中的原子核相互作用，运动方向发生改变而分散传播，发生散射。