近期，中國科學院近代物理研究所原子物理中心在HIRFL分別建成了TR1實驗終端和重離子冷卻儲存環CSRe內靶反應顯微成像譜儀，具備開展高能和相對論能區高電荷態離子與原子分子碰撞動力學實驗研究能力，實現了動力學碰撞實驗平臺從低能到相對論能區的跨越。這兩個裝置的建成標志著我國擁有了在國際上能區范圍最廣的原子分子碰撞動力學實驗研究平臺。圖1（左）是HIRFL-TR1高能碰撞反應顯微成像譜儀裝置（譜儀），圖2（左）是重離子冷卻儲存環CSRe內靶反應譜儀。 

　　此項工作解決了開展存儲環開展動力學實驗面臨的諸多技術難題，首次在國際上實現了儲存環上的運動學完全測量實驗（圖2右上）。圖2右下展示了利用該譜儀開展120MeV/u Fe²⁶⁺離子與Ar原子碰撞動力學測試實驗獲得的高精度飛行時間譜。從飛行時間譜上可以鑒別到碰撞產生的高價態的Ar⁶⁺離子，一方面說明了與低能碰撞相比在相對論速度下高電荷態離子具有極強的電離能力，另一方面說明了裝置具有極高的信噪比，拓展了科研人員對極低截面事件的研究能力。 

　　利用高能加速器開展原子分子碰撞實驗能夠為研究量子理論與相對論交叉點提供重要的實驗數據，目前法國的GANIL以及德國GSI原子物理中心都在積極推動存儲環上反應顯微成像譜儀的研制開發工作。這兩個實驗終端的率先建成使得我們在相關領域具有了先發優勢。 

　　同時，相對論碰撞反應譜儀的建成，為在十四五大科學裝置HIAF上開展更高相對論速度下原子分子碰撞前沿物理研究奠定了堅實的基礎，為在仄秒（10^-19s）甚至更短的尺度研究量子態躍遷、建立的時間尺度這一關鍵問題，以及利用物質波開展涉及量子力學基本原理的局域實在性驗證的前沿科學問題提供了可能。 

　　該研究得到了科技部重點研發項目（2017YFA0402300）的支持。 

　　 圖1： 左：TR1反應顯微成像譜儀 右：5.8MeV/u Ni¹⁹⁺致C₃H₆（環丙烷）庫倫爆炸碎片離子飛行時間二維符合譜 

　　圖2：左：CSRe相對論能區反應顯微成像譜儀 右：利用25MeV/u Fe²⁶⁺離子開展測試實驗現場（上）及120MeV/u Fe²⁶⁺離子致Ar電離實驗中獲取的高精度Ar離子飛行時間數據（下） 

　　 （原子分子結構與動力學室   供稿）