1932年，查德威克发现了中子，人们认识到原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。中子的发现及应用是20世纪最重要的科技成就之一。
当中子入射到样品上时，与它的原子核或磁矩发生相互作用，产生散射。通过测量散射的中子能量和动量的变化，可以研究在原子、分子尺度上各种物质的微观结构和运动规律，告诉人们原子和分子的位置及其运动状态。这种研究手段就叫中子散射技术。
做一个较为形象的比喻，假设面前有一张看不见的网，我们不断地扔出很多玻璃弹珠，弹珠有的穿网而过，有的则打在网上，弹向不同的角度。如果把这些弹珠的运动轨迹记录下来，就能大致推测出网的形状；如果弹珠发得够多、够密、够强，就能把这张网精确地描绘出来，甚至推断其材质。
由于中子不带电、具有磁矩、穿透性强，能分辨轻元素、同位素和近邻元素，具有非破坏性，这些特性使得中子散射成为研究物质结构和动力学性质的理想探针之一，是多学科研究中探测物质微观结构和原子运动的强有力手段。
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