第229章 實驗驗證

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  徐辰的理論推導雖然完美,但在物理實驗室里,大家看他的眼神依然充滿了懷疑。

  「拓撲霍爾效應?貝里曲率?」

  一位博士生推了推眼鏡,語氣中帶著一絲懷疑,「徐辰同學,你的數學確實很漂亮。但是,把一個看似雜質引起的信號,強行解釋成這麼高大上的拓撲效應,是不是有點……為了發文章而編故事的嫌疑?」

  「是啊。」另一位博士生也小聲嘀咕,「這聽起來太玄乎了。我們搞實驗的,講究的是實證。萬一那真的就是一坨頑固的鐵粉呢?」

  這種質疑很正常。

  在物理學史上,把儀器故障當成新發現的烏龍事件數不勝數。比如著名的「超光速中微子」事件,最後查出來竟然是一根光纖沒插緊。

  大家都被「狼來了」給嚇怕了。

  徐辰並沒有生氣,他理解這種謹慎。

  「想要鐵證?沒問題。」

  徐辰走到白板前,擦掉了那些複雜的積分公式,只留下了一個簡單的晶體結構圖。

  「區分『雜質』和『拓撲』,在數學上有一個最簡單、也最致命的判據——對稱性。」

  徐辰提出了自己設計的實驗方案。

  「Mn₃Sn的空間群擁有 C3旋轉對稱軸。這意味著,如果你繞著這個軸旋轉樣品,每轉120度,晶體的物理性質必須完全復原。」

  「就像一個正三角形,轉120度後,它還是那個正三角形。」

  「所以,我的指令很簡單。」

  徐辰看向張樂陽,語氣不容置疑:

  「把樣品裝進旋轉探頭。繞著[001]軸(c軸)旋轉。每轉10度測一個點,我們要看它隨角度變化的完整圖譜。」

  「如果信號是亂的,或者是不變的,那我認輸,這就是雜質。」

  「但如果信號呈現出完美的、周期性的六重或三重對稱變化……」

  徐辰嘴角勾起一抹冷笑。

  「那就證明,沒有哪坨鐵粉能這麼懂幾何學,轉得這麼標準。」

  ……

  張樂陽深吸了一口氣。

  「行!那就測!」

  實驗室里,氣氛緊張到了極點。

  張樂陽親自操作,小心翼翼地將微納器件裝進了帶有旋轉功能的低溫恆溫器。

  降溫,加磁場。

  「開始旋轉。」

  隨著步進電機的輕微嗡嗡聲,樣品開始在磁場中緩緩轉動。

  所有人都屏住了呼吸,死死地盯著屏幕上那個代表霍爾電壓的光點。

  「0度……信號為正,峰值巨大。」張樂陽報著數,聲音有些發緊。

  「10度……下降了。」

  「20度……還在降。」

  「30度……」

  光點在屏幕上緩緩移動,拖出一條長長的尾跡。

  「快到60度了!」旁邊的師弟忍不住喊了一聲。

  如果是雜質,信號可能根本不會變,或者只是隨機波動。

  但如果是拓撲效應,根據對稱性,60度應該是一個關鍵的節點——信號應該過零,甚至反轉!

  「50度……55度……」

  張樂陽的手心全是汗,他感覺自己的心跳都快跟不上電機的轉速了。

  「60度!」

  屏幕上的光點猛地一跳,穿過了零點線,直接扎進了負值區域!

  「反轉了!反轉了!」

  實驗室里響起一陣壓抑的驚呼。

  ……

  但這還不夠。

  真正的考驗在後面。

  「繼續轉!」徐辰的聲音依舊冷靜。

  「90度……負向峰值。」

  「100度……開始回升。」

  「110度……」

  所有人的目光都聚焦在那個即將到來的120度。

  那是C3對稱性的靈魂所在。


  如果真的是晶格效應,那麼在120度時,信號必須完美復現0度時的狀態——也就是再次過零,反轉回正!

  「115度……」

  「118度……」

  「120度!」

  張樂陽的手停住了。他感覺自己的心跳聲大得像是在擂鼓。

  「這是見證奇蹟的時刻。」

  徐辰的聲音平靜得有些突兀,在這死寂的實驗室里顯得格外清晰。

  張樂陽顫抖著按下了測量鍵,進度條緩慢地爬行。

  10%……30%……50%……

  每一個數據點的跳動,都像是在眾人的心弦上重重撥了一下。

  終於,進度條走完。

  一條新的紅色曲線,在屏幕上緩緩繪製出來。

  它從零點出發,向上攀升,越過峰值,然後回落。

  「復現了!完美復現!」

  張樂陽激動得差點把滑鼠扔出去。

  隨著角度的繼續增加,那條曲線在屏幕上畫出了一個完美的、如同正弦波一樣的周期性圖案。

  ……

  「別急,還有240度。」徐辰依然神色淡然,仿佛這一切都在他的預料之中。

  張樂陽咽了口唾沫,感覺喉嚨發乾。他繼續轉動旋轉杆。

  150度……180度……210度……

  曲線再次經歷了一輪瘋狂的變形、反轉、扭曲。

  終於,240度。

  測量開始。

  這一次,沒有人說話。只有電腦風扇的嗡嗡聲,和眾人急促的呼吸聲。

  屏幕上,一條藍色的曲線跳了出來,毫不猶豫地撲向了那兩條已經重合的紅黑線。

  啪!

  三線合一!

  完美的重合!

  就像是有人拿著尺規作圖畫出來的一樣標準!

  而在中間的那些角度,信號則呈現出嚴格的 cos(3θ)周期性變化規律。

  ……

  每隔60度,信號就反轉一次;每隔120度,信號就完美復現一次!

  當轉完一整圈360度時,屏幕上出現了一朵完美的「六瓣花」。

  那是教科書級別的六重對稱性!

  「臥槽……」

  剛才那個質疑的博士生,眼鏡都快掉下來了。

  「這……這怎麼可能?這麼完美的對稱性?」

  「這絕對不是雜質!」張樂陽激動得跳了起來,指著屏幕大喊,「雜質不可能這麼聽話!雜質不可能懂群論!」

  「這是晶格!這是內稟的拓撲性質!」

  實驗室里瞬間沸騰了。

  所有的質疑,在這一刻,都被那條完美的曲線擊得粉碎。

  徐辰站在人群後,看著那朵「六瓣花」,臉上露出了滿意的笑容。

  「看,這就是張量的不變性。」

  「數學,誠不欺我。」

  ……

  「成了!真的成了!」

  短暫的死寂後,張樂陽爆發出一聲狂吼,激動得差點把旋轉杆給拔出來。他一把抱住徐辰,用力拍打著徐辰的後背,語無倫次:

  「徐神!你神了!這真的是內稟的!這不是雜質!這是拓撲!這是完美的C3對稱性啊!」

  整個實驗室瞬間沸騰了。

  大家互相擁抱,歡呼,仿佛剛剛贏得了一場世界盃決賽。

  徐辰被張樂陽勒得有點喘不過氣,但他看著屏幕上那完美的周期性變化,嘴角也勾起了一抹笑意。

  他指著那三條合一的曲線,輕聲說道:

  「看,這就叫張量的不變性。」

  「物理學或許會騙人,但對稱性永遠不會。」

  ……

  隨著這個關鍵實驗的成功,困擾了課題組半個月的烏雲徹底消散。

  這不再是一個「洗不掉雜質」的失敗實驗,而是一個「發現全新拓撲量子效應」的重大突破。

  「巨大的室溫拓撲霍爾效應。」

  「零磁場下的貝里曲率場。」

  這些關鍵詞,每一個都足以讓這篇論文登上《Nature》的正刊。

  張樂陽看著徐辰,眼神中滿是崇拜:「服了……我是真服了。徐神,你這腦子到底是怎麼長的?你怎麼就敢肯定它一定會重合?」

  徐辰淡淡說道:「因為在群論的絕對統治下,電子沒有自由意志。」

  ……

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