第156章 分形結構,模型,新時代的到來

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  第156章 分形結構,模型,新時代的到來

  「對G-17進行非彈性中子散射測試。」

  一陣計算後,陳輝再次抬頭。

  只是這一次,大家都沒有動。

  所謂非彈性中子散射測試,是一種利用中子與物質相互作用來研究材料微觀動力學性質的重要實驗技術,它通過測量中子與樣品發生非彈性碰撞時的能量和動量變化,獲取材料內部原子或磁矩的動態信息,比如晶格振動、自旋漲落、分子運動等。

  這可跟之前的電鏡掃描不同,這個實驗根本不是他們實驗室能夠完成的,光是中子源製備需要的儀器,他們實驗室就沒有,不要說他們實驗室,整個江城大學,都沒有。

  需要借用原子能科學研究院或華夏散裂中子源等研究所的設備,以及與之配套的一大堆控制可檢測設備。

  而這樣的實驗,顯然也是價值不菲的,國際中子源如島國的J-PARC、歐洲ISIS,每小時收費約為3-10萬,華夏自有的中子源便宜很多,只需5000–20000元/小時。

  但一次非彈性中子散射測試,至少需要好幾個小時,甚至好幾天。

  他們這個課題進行了一年多,也不過只做過一次非彈性中子散射測試而已。

  現在要對一塊廢料進行如此昂貴的實驗,不要說他們,就算是肖蒙,也都做不了主。

  所有人都看向了走進實驗室的肖蒙和咼森林。

  「鬼影峰,有沒有可能,只是測量的誤差?」

  咼森林被這些眼神盯得心頭一跳,趕緊說道。

  好傢夥,你們這哪是做實驗,你們這就是在燒錢啊!

  早知道他說什麼也不會來這一趟。

  肖蒙也陷入了糾結,不要說她現在沒有經費,就算經費充足,要對一個廢料做這樣的測試,她也會猶豫。

  看到大家的反應,陳輝也明白了過來,他物理也有3級,自然知道這樣的實驗不便宜。

  但這不重要,他想要測試不過是為了驗證,為了得到更準確的答案而已。

  即便沒有這個實驗,他同樣能夠根據已有信息做出推測。

  這不規則的孔洞根本不是什麼缺陷,而是一種特殊的分形結構!

  陳輝離開位置,來到白板旁,拿起馬克筆,沉思片刻後唰唰唰在白板上寫下一串公式,

  ξ=πv/Δω√(D/2D)

  其中ξ表示局域化長度,Δω是聲子譜線寬,D為分形維度。

  這個公式對於實驗室中的人來說,並不難懂,楊馳更是第一時間拿起旁邊的紙筆,帶入實驗數據,當v=3200m/s,Δω=05THz時,計算出ξ≈2nm,與電鏡觀測到的孔洞平均間距(0±3 nm)驚人一致!

  這就意味著,分形結構創造了完美的局域化陷阱!

  這還沒完,經過最後的驗證,陳輝也終於完善了腦海中的模型構建,他手中馬克筆飛快的在白板上寫下一個又一個公式。

  用Hausdorff維度D量化孔洞結構,引入分數階積分表徵聲子路徑,再重構聲子散射,將傳統散射概率替換為Riesz勢函數,描述聲子與分形缺陷的相互作用,最後通過非平衡格林函數計算分形勢場對能帶的影響。

  新的模型儼然已經出現!

  將實驗數據帶入模型中,發現這所謂的缺陷,也即陳輝發現的分形結構,誘導出平帶,顯著增強了塞貝克係數。

  「用氦離子顯微鏡在正常CuSe薄膜上人工雕刻黃金比例分形孔洞!」

  肖蒙第一時間意識到這個發現的重大意義,她也顧不得咼院長就在旁邊,穿上實驗服,親自上陣開始操作起來。

  這個實驗同樣有難度,但正好所有的儀器實驗室中都有。

  當完成雕刻,肖蒙拿著這塊拇指大小的CuSe薄膜來到原位電鏡旁時,她做實驗沉穩的手都忍不住有些顫抖。

  「低頻聲子(<1 THz)沿分形孔洞邊界螺旋傳播,經歷7次反射(斐波那契數列)後能量衰減至零!」

  盯著檢測儀器的鄧婷聲音顫抖的低聲說道。

  得到穩定的數據後,肖蒙繼續操作儀器。

  高頻聲子(>3 THz)直接被黃金比例孔洞捕獲,形成穩定的駐波模式,電子束在穿過孔洞網絡時,顯示出量子干涉條紋——證明分形結構誘導了電子波函數的相干增強!


  他們成功了!

  「我們以為的缺陷……其實是自然書寫的最優解!」

  肖蒙看著最後的實驗結果,喃喃自語。

  誰能想到,最後的成功竟然來自一塊已經被他們拋棄了三個月的實驗廢料。

  她再次看向旁邊那個臉龐稚嫩的小傢伙。

  這個傢伙不僅構建出了全新的模型,還輕鬆的發現了這神奇的分形結構,無論哪一個,都是哪怕對她而言都是重大的發現。

  分形結構的驗證只是第一步,雖然現在已經是晚上九點,但沒有誰停下手上的工作。

  改造分子束外延設備,用隨機微分方程調控沉積速率,在鍺基底上生長出布滿分形孔洞的硒化銅薄膜……

  所有人都有條不紊的開始製備第34號樣品。

  「溫度梯度測試開始。」

  肖蒙啟動雷射閃射儀。

  數據屏閃爍,鄧婷雙眼已經布滿血絲,但她全神專注的盯著檢測儀器,不放過任何一絲細微的跡象。

  「熱擴散係數32 mm/s,理論熱導率89 W/m·K!」

  「比現有記錄低60%!」

  鄧婷驚呼。

  但這時,塞貝克係數監測器突然警報——數值正在暴跌。

  「載流子被分形界面捕獲了……」陳輝快速重算能帶,「立刻注入氬等離子體,用離子轟擊打開量子隧穿通道!」

  時間一點一滴的流逝,所有人都沉浸到了這緊張的製備工作中。

  10個小時過去,最終樣品終於成型。

  在所有人熱切的目光中,它被送入了綜合測試倉中。

  「塞貝克係數420μV/K,電導率8×10^5 S/m,熱導率05 W/m·K……」

  鄧婷的聲音在顫抖,「在723K環境下,ZT值達到1!」

  楊馳怔怔的看著屏幕,「這……這已經超過NASA深空探測器的要求……」

  陳輝卻盯著窗外的晨光,「不,這只是開始,如果引入雙曲超材料作為聲子濾波器,結合我的隨機共振摻雜模型……」

  肖蒙將手中咖啡杯重重放在桌上,「停,先寫論文!」

  「模型和分形結構都可以單獨發一篇論文,陳輝是一作,大家沒意見吧?」

  肖蒙在實驗室中掃了一眼,看向面色憔悴但精神振奮的大家,「關於新型熱電材料探索的論文,楊馳一作。」

  「鄧婷,分形結構和新型熱電材料的專利你來寫。」

  「陳輝,你論文可以先寫出來,但別急著發表,等專利通過了,再去投稿。」

  肖蒙特意叮囑了一句。

  數學研究的成果無疑是論文,但物理研究,卻是能產生經濟效益的,對於很多校企合作的項目,企業投資方甚至只關注專利的產出,而不關注論文。

  這也是好事,以前華夏不注重專利,結果導致很多自己發明的東西,專利卻在別人手裡,受制於人。

  比如青蒿素的發現者屠呦呦,成果是她的,但專利卻被瑞士的諾華公司拿去,反而對我們建立專利壁壘。

  雖然因此在幾十年後獲得了諾貝爾獎,但這項研究的成果卻跟她老人家半點關係都沒有,當時相關技術材料許多部門都有,都搶著跟外商合作,卻唯獨沒有她的份。

  而她只獲得了一個華夏官方的發明二等獎,500元獎金,到她手中只有200元。

  有了如此慘痛的教訓,如今華夏科研者們對專利的重視度就高得多了。

  對於肖蒙的分配,大家自然沒什麼意見,也不可能有意見,能者多勞,多勞者多得,這是天經地義的事情。

  做完這些,肖蒙才來到咼森林身邊。

  昨天這位老人也陪著他們熬了一夜,此時臉色可不是太好,甚至那一絲因為興奮而染上紅暈的臉頰都讓肖蒙感覺到一絲危險的氣息。

  「學院還有兩百萬自由經費,我回去就批給你們。」

  咼森林興奮的說道,他現在很慶幸自己親自來了一趟,才能成為這場歷史的見證者。

  雖然他現在專注於行政,但畢竟當年也是搞物理,現在也一直關注物理的前沿發展,自然明白肖蒙他們這次突破的重要性,這不僅是凝聚態物理跨時代的進步,甚至,會對藍星格局造成巨大影響。


  當然,是對華夏無限有利的影響!

  「如果不夠,我再組織一場評審會,你的新課題經費多寫點,暫時定為五千萬吧!」

  他補充到。

  「明白。」

  肖蒙露出笑容,「但您還是先回去休息吧,我送送您。」

  她真擔心這位老人家突然倒在地上,那可就不好說了。

  走出實驗室,咼森林忽然問道,「那個小傢伙是你新收的研究生?」

  肖蒙滿臉遺憾的搖頭,「不是我的學生,是袁新毅的學生,也不是什麼研究生,是大一新生!」

  「據說是IMO滿分金牌,高一還沒讀完就保送過來的。」

  「什麼?我們江城大學還能招到IMO金牌選手?」

  咼森林愕然瞪大眼睛。

  更何況那個小傢伙表現出來的能力,根本不是一塊金牌能夠形容得了的。

  這樣的人才,怎麼能留在數學院,應該來物院才對!

  可是王啟明那個老傢伙,可不是好糊弄的。

  咼森林一路無話,心中卻在念頭電轉的琢磨著。

  ……

  杜克大學,杜克數學雜誌編輯室,多貝西看著郵箱,心中暗惱。

  雙人雙盲審核,這是杜克數學雜誌錄用論文時的常規流程,如果論文十分重量級,也可能會有多人審核,甚至,為這篇論文開一個報告會也是可能的。

  當然,眼前這篇論文的確有些意思,但還達不到那個標準。

  如今另一位學術編輯早已給出了審核意見,布萊恩特卻依舊毫無動靜。

  她兩周前就已經去提醒過布萊恩特了,如果不是得到對方肯定的答覆,那個時候她就應該為這篇論文換一個學術編輯。

  該死的!

  多貝西暗罵一聲,亡羊補牢的將這篇論文分配給了另一位MIT的教授。

  與此同時,數學院行政樓,

  「嘿,史賓格,我想你一定會對這篇論文感興趣的!」

  布萊恩特坐在辦公室中,手中握著電話,爽朗的笑著說道。

  電話另一邊的是《數學物理通訊》主編史賓格,同時也是成果頗豐的數學物理學家,長期任職於加拿大圓周理論物理研究所,主導量子系統與統計力學領域的跨學科研究,同時擔任馬克斯·普朗克數學研究所研究員,推動數學物理中算子理論與譜分析的應用。

  在他的敲打下,奧利弗終於發下了最後一絲矜持,直接使用了那篇論文的結論,發表了自己的論文。

  顯然,他們選擇的勢《數學物理通訊》。

  原本杜克數學雜誌是他們最好的選擇,這是他們的主陣地,可惜多貝西那婊子不是傻子,他這篇論文投過去,生死難料。

  雖然《數學物理通訊》理論上也是雙盲評審,但以布萊恩特這些年積累下來的人脈,在投稿後很輕易的就知道了這篇論文的學術編輯是誰,這個細分領域的一流學者本來也就只有那麼幾個。

  他當然不會去催對方趕緊過稿,但提醒一下對方,這篇論文很有意思,還是可以的。

  「你收了個好學生!」

  史賓格一邊打著電話,一邊閱讀起論文來,《朗蘭茲綱領在凝聚態物理中的應用》,光看這個題目和摘要,史賓格就已經來了些興趣。

  他一直致力於推動數學的跨學科應用,這無疑是一個很好的實踐。

  他正好有空,如果不是布萊恩特這通電話,他或許會選擇去溜貓逗狗,好好休息一下,但既然布萊恩特打來電話,他也不介意看看學術界的後起之秀。

  奧利弗論文寫成的時候,就已經上傳了arxiv,自然也沒有雙盲的條件了,史賓格自然也知道自己手底下這篇論文的作者是誰。

  很多期刊不接受發布在預發布平台的論文,但《數學物理通訊》沒有這個講究,只要你論文質量過關,就可以發表。

  「我會好好看看的,如果沒什麼問題,它會出現在下一期的數學物理通訊上。」

  史賓格知道布萊恩特打來電話的目的,他聽說布萊恩特正在為一個重大的機會努力,想必這篇論文的發布能給他帶來些許助力。

  「讚美你,慷慨的史賓格!」

  布萊恩特笑著掛斷電話,然後再次撥通了另一位學術編輯的電話。

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