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「对!原理就是这麽简单!」
「听起来……逻辑很清晰啊。」徐辰说道,「测电阻,找周期,拟合公式,出结果。这不就是标准的物理实验流程吗?有什麽问题?」
「是啊,逻辑是很清晰。」张乐阳苦笑一声,把身体重重地靠在椅背上。
「理论上,这就是个送分题。」
「但实际上,它变成了送命题。」
张乐阳转过身,唤醒了电脑屏幕。
「来,徐神,让你看看我们这三个月的『成果』。」
……
屏幕亮起,是一个名为Origin的绘图软体界面。
张乐阳熟练地打开了一个工程文件,里面密密麻麻地存着上百个图层。
「这是我们三个月里,测的一千多组数据。」
屏幕上,是一张密密麻麻的散点图。横轴是磁场强度H,纵轴是电阻R。
「你看,这是单带模型拟合的,残差大得离谱,跟心电图似的。」
「所谓的单带模型,就是假设材料里只有一种载流子,要麽全是电子,要麽全是空穴,大家齐心协力往一个方向跑。这就像是一条单行道,车流虽然多,但只要不堵车,速度和流量都是很容易预测的。」
「但是你看这数据,」他指着那些在曲线上方乱跳的点,「显然没那麽简单。这说明里面肯定有别的机制在捣乱。」
「于是我们换了双带模型。」
张乐阳切换了一张图,「这个模型假设材料里既有电子又有空穴,就像是一条双向车道。电子往左跑,空穴往右跑,两边的电流互相抵消或者叠加。这个模型参数多,自由度大,按理说拟合能力更强。」
「结果呢?」徐辰问。
「结果……还是不行。」张乐阳指着屏幕,声音都带着哭腔,「你看这里,还有这里,无论怎麽调参数,拟合曲线总是跟实验数据对不上。尤其是在某些特定的磁场区间,实验数据总是会莫名其妙地鼓起来一块,就像平整的路面上突然多出了几个减速带。」
「最后,我们甚至考虑了各向异性。」张乐阳一脸无奈,「就是假设这个材料在不同方向上的导电性能不一样。就像有的路是柏油路,有的路是泥巴路,车在上面跑的速度肯定不同。我们把模型复杂到了极致,甚至引入了张量计算,结果更乱了,简直就是一团乱麻。」
徐辰仔细看了看那些图表。确实,无论用哪种模型,拟合曲线总是跟实验数据对不上。尤其是在某些特定的磁场区间,实验数据总是会莫名其妙地鼓起来一块。
「这些『小鼓包』是什麽?」徐辰指着那些异常点问道。
「鬼知道是什麽!」张乐阳一脸绝望,甚至开始吐槽起来,「我们一开始以为是设备噪声,把所有的线都换了一遍,接地也重新做了,甚至连隔壁实验室那台几百万的超导磁体都借来了,结果还是有!简直就像是粘在鞋底的口香糖,怎麽甩都甩不掉!」
「后来我们怀疑是样品接触不良,把欧姆接触重做了十几次,手都快焊废了,还是那个死样子!」
「老板说可能是磁场校准偏了,我们把高斯计都快盘包浆了,也没发现问题!」
说到这里,张乐阳压低了声音,神神秘秘地说道:「现在组里已经有人开始怀疑是不是这批样品本身就有缺陷,或者是……或者是这实验室风水不好?要不要请个大师来看看?」
看着张乐阳那副快要被逼疯的样子,徐辰忍不住笑了。
「风水不好都出来了?你们搞物理的也信这个?」
「没办法啊!科学解释不通,那就只能归结于玄学了!」张乐阳叹了口气,瘫坐在椅子上,「老板已经放弃治疗了,说实在不行就发篇『初步输运性质』的水文算了,先把这些烂数据扔出去,免得烂在手里。反正只要不造假,发个三四区的期刊还是没问题的。」
所谓的「初步输运性质」,在物理圈里,基本就等同于「水文」。意味着没有发现什麽激动人心的新物理,只是罗列了一堆平平无奇的实验数据。
「别急着发水文。」徐辰拍了拍他的肩膀,「把原始数据发给我一份,还有这个晶体的结构文件,我回去看看。」
「行!死马当活马医吧!」张乐阳也没抱太大希望,随手把数据包发了过去。
「对了,师兄。」徐辰一边接收文件,一边问道,「我对凝聚态物理这块儿还是个门外汉。要想搞懂这些数据背后的物理机制,我需要补哪些知识?比如那个什麽『非共线反铁磁』,到底是啥意思?」」
张乐阳想了想,从乱糟糟的桌子上翻出一张草稿纸,随手写了几行字。
「其实你不需要知道所有的知识,只需要了解目前实验所需的这部分就行。重点看看《固体物理》里的能带理论,还有《磁性物理》里的反铁磁结构。简单说,非共线就是原子磁矩的方向不是平行或者反平行的,而是像风车一样转着排的。」
他把纸条递给徐辰,还不忘补了一句:「另外,如果你想深入一点,可以看看关于『拓扑半金属』和『贝里曲率』的文献。这些够你看一阵子了。不过说实话,这些内容挺深奥的,就算是我们专业的博士生,想要完全理解也得花个把月。你……尽力而为吧,看不懂也没事,反正这本来就是个烂摊子。」
徐辰接过纸条,扫了一眼,点了点头。
「谢了,师兄。我回去研究研究。」
他并没有说大话。虽然他数学好,但物理毕竟是另一门学科,有着自己独特的语言和逻辑。数学再强,也得在物理的框架下计算,否则就是空中楼阁。
……
𝓲ℬ𝓲𝑸u.v𝓲𝒫