第69章 意外發現
王振國沒有再多說一個字,轉身就朝實驗室深處走去,那件中山裝的背影,每一步都透著一股不容置疑的權威。
葉安和仲文跟在後面,李明則像個盡職的助理,快步跑到前面,刷開了一道厚重的金屬門。
金屬門滑開,一股更強烈的冷氣撲面而來,夾雜著高頻電流的嗡嗡聲。
門的另一側,是一個比外面大廳更加龐大的空間,這裡才是實驗室的核心區域。葉安的目光被瞬間攫住。
正中央,是一台占據了近十平方米麵積的巨型設備,複雜的管線如同鋼鐵巨獸的血管,密密麻麻地連接著一個被液氮管道包裹的圓柱形真空腔體。
設備旁邊,延伸出幾條機械臂,末端是比頭髮絲還細的探針。
「掃描隧道顯微鏡,STM。」王振國站在設備前,聲音裡帶著一絲不易察覺的自豪。
「我們實驗室的鎮所之寶,從德國進口的,加上配套的超高真空和低溫系統,總造價超過八百萬。它的解析度,可以達到原子級別。」
李明在旁邊補充道:「理論上,我們可以用它來看到單個原子,甚至是用探針去移動單個原子,進行原子級別的。」
仲文的眉心幾不可查地跳了一下。他雖然是物理老師,但這種級別的科研設備,他也只是在學術期刊上見過圖片。
八百萬的儀器,整個港城大學也就這麼一台。
葉安的心跳,第一次真正意義上地加速了。
雙科競賽的特等獎,校長室里的談話,拔尖計劃的藍圖……所有這些,在這一刻,都變得無比具體,無比真實。
他之前所做的一切,就是為了能站在這裡,能親手觸摸到這個世界最前沿的科技。這才是他真正渴望的戰場。
王振國似乎對葉安眼中的那團火光很滿意。他走到控制台前,指著上面密密麻麻的按鈕和屏幕,對李明說道:「常規的開機流程,你先給他演示一遍。」
李明愣了一下,但還是立刻點頭,開始在控制台上一系列熟練地操作。真空泵啟動,分子泵開始抽氣,液氮循環系統發出低沉的轟鳴,屏幕上的真空度數值開始飛速下降。
「……樣品台冷卻需要大概十五分鐘,探針校準和逼近過程需要十分鐘,整個準備工作,熟練的話半個小時能完成。」李明一邊操作,一邊給葉安講解。
葉安沒有說話,只是靜靜地看著,【物理推演】能力在後台將李明的每一個操作都分解成了最底層的物理指令,每一個指令背後的電路響應和機械運動,都在他腦中被完整地模擬了一遍。
十五分鐘後,屏幕上的數據顯示,樣品台溫度已經降到了4.K,真空度達到了10的負10次方帕斯卡,一個近乎完美的超高真空環境。
「好了,準備工作完成。」李明直起身,擦了擦額頭的汗。
王振國點了點頭,然後,他說出了一句讓在場除了葉安之外的所有人都以為自己聽錯了的話。
「現在,你來上手。」
王振國看著葉安,語氣平淡得像是在說「你來倒杯水」。
「王……王教授?」李明第一個沒忍住,聲音都變了調,「這……這台掃描隧道顯微鏡剛過保修期,操作手冊就有三百多頁,任何一個誤操作都可能導致探針損壞,那個探針,換一根就要十幾萬……」
他不是不相信葉安,實在是這台設備太金貴了,平時連他這個博士後操作起來都得小心翼翼,讓一個高中生直接上手?這跟把一輛法拉利的鑰匙交給一個剛摸過方向盤的新手有什麼區別?
仲文也皺起了眉頭。他知道王振國看好葉安,但沒想到會看好到這個地步。這已經不是信任了,這是豪賭。
「出了問題,我擔著。」王振國一擺手,直接堵死了李明所有的話頭。他看著葉安,那雙銳利的眼睛裡,帶著一種近乎於殘酷的審視。「我說了,科研不是紙上談兵。理論說得再漂亮,不敢上手,就是空談。我就是要看看,你有沒有這個膽子,有沒有這個能力,去駕馭它。」
葉安深吸了一口氣。他能感覺到王振國投來的巨大壓力,也能感覺到旁邊仲文和李明那混雜著擔憂和震驚的視線。
但他沒有絲毫的猶豫。
他走到控制台前,目光掃過那些複雜的按鈕和旋鈕,腦中,【原子之心】的能力悄然啟動。
他看到的,不再是冰冷的機械。他看到了電流在電路板上如何流動,看到了壓電陶瓷在電壓驅動下如何實現納米級別的精確位移,看到了隧道電流如何隨著探針與樣品表面的距離發生指數級的變化。
這台機器的靈魂,在這一刻,向他敞開了。
「我試試。」
葉安伸出手,手指精準地落在了控制探針Z軸逼近的旋鈕上。他的動作很慢,但異常的穩定,沒有一絲一毫的顫抖。
屏幕上,代表探針與樣品距離的曲線開始緩緩下降。
李明的心瞬間提到了嗓子眼。
這個過程是最危險的,逼近速度太快,探針就會直接撞上樣品,當場報廢。
但葉安的手指,就像是與機器融為了一體。
他在距離樣品表面只有幾個納米的距離時,果斷地切換到了自動反饋模式。
系統接管,隧道電流瞬間建立,屏幕上跳出了一行綠色的提示:【Tunneling Current Established. Scan Ready.】
李明下意識地看了一眼旁邊的參數顯示,嘴巴慢慢張開。葉安設定的那個反饋迴路增益參數,比他平時用的還要優化,既保證了逼近速度,又最大限度地避免了過沖的風險。這個參數,他是經過上百次實驗才摸索出來的最佳值,而這個高中生,第一次上手,就直接設定到了最優解?
「開始掃描吧。」王振國在一旁平靜地說道,但那雙交叉在胸前的手,指節卻微微收緊了。
葉安的手指移動到控制X-Y軸掃描的觸摸板上,指尖輕輕划過。
主屏幕上,一幅圖像開始從上到下,逐行地生成。
最初是無序的噪點,但隨著掃描的進行,一個個模糊的亮點開始出現,並逐漸排列成規則的點陣。
那是一個個獨立的原子。
圖像的清晰度越來越高,最終,一片由無數個原子構成的、完美無瑕的晶格表面,清晰地呈現在所有人面前。那是一種無法用語言描述的、來自微觀世界的秩序之美。
「這是……單晶矽的111面。」李明喃喃自語,聲音裡帶著一絲夢幻。
仲文站在後面,看著屏幕上那片整齊的原子點陣,感覺自己的物理世界觀受到了強烈的衝擊。他教了二十年牛頓定律,可眼前這個畫面,卻屬於另一個維度的物理學。
「放大。」王振國再次下令。
葉安的手指在觸摸板上輕輕一點,圖像的中心區域被迅速放大。原子與原子之間的距離被拉開,它們不再是一個個亮點,而是呈現出一種雲霧狀的、模糊的輪廓。
那是電子云。是道爾頓的「小球」,在量子力學世界裡的真實模樣。
葉安沒有停。他的手指再次划過觸摸板,將掃描區域移動到了晶格的邊緣。
就在這時,屏幕上的圖像,出現了一絲不和諧。
在那片完美的、如同閱兵方陣般整齊的原子點陣中,有一個位置,是空的。
一個原子,消失了。
「停。」葉安的手指停了下來,屏幕上的圖像定格。
控制室里,所有人的視線都聚焦在那個空位上,那個完美的晶格上的一個微小瑕疵。
「這是……」李明扶了扶眼鏡,湊近了屏幕,「一個……空位缺陷?」
王振國的呼吸,在這一刻,變得有些急促。他死死地盯著屏幕上那個原子級別的「空洞」,眼神里爆發出一種近乎於狂熱的光芒。
他猛地轉過頭,看向葉安,聲音因為激動而微微發顫。
「葉安,你剛才在找什麼?」
葉安抬起頭,迎上王振國那灼熱的視線,平靜地吐出了一個詞。
「邊界。」
王振國愣住了。
「完美的晶格,只存在於理論中。」葉安的聲音在安靜的控制室里迴響,清晰而有力,「任何真實的材料,都存在邊界,存在缺陷。而這些缺陷,恰恰是決定材料宏觀性質的關鍵。」
他伸出手指,點在屏幕上那個微小的空位上。
「我想看的,不是教科書里的完美模型。」
「我想看的,是真實的世界。」
王振國看著他,看著這個第一次接觸掃描隧道顯微鏡,就精準地找到了晶格缺陷的少年,他忽然覺得,自己之前對這個學生的評價,還是太保守了。
這不是牛人。
這是一個天生就該吃科研這碗飯的。
他正準備說些什麼,葉安的手指卻再次在觸摸板上動了。
掃描的圖像,繼續向著那個空位缺陷的更深處探索。
然後,屏幕上,出現了一個所有人都意想不到的畫面。
在那個空位缺陷的旁邊,緊鄰著的三個矽原子,它們的電子云形態,發生了極其詭異的畸變。
那不是一個完美的球形。
那是什麼?
葉安和仲文跟在後面,李明則像個盡職的助理,快步跑到前面,刷開了一道厚重的金屬門。
金屬門滑開,一股更強烈的冷氣撲面而來,夾雜著高頻電流的嗡嗡聲。
門的另一側,是一個比外面大廳更加龐大的空間,這裡才是實驗室的核心區域。葉安的目光被瞬間攫住。
正中央,是一台占據了近十平方米麵積的巨型設備,複雜的管線如同鋼鐵巨獸的血管,密密麻麻地連接著一個被液氮管道包裹的圓柱形真空腔體。
設備旁邊,延伸出幾條機械臂,末端是比頭髮絲還細的探針。
「掃描隧道顯微鏡,STM。」王振國站在設備前,聲音裡帶著一絲不易察覺的自豪。
「我們實驗室的鎮所之寶,從德國進口的,加上配套的超高真空和低溫系統,總造價超過八百萬。它的解析度,可以達到原子級別。」
李明在旁邊補充道:「理論上,我們可以用它來看到單個原子,甚至是用探針去移動單個原子,進行原子級別的。」
仲文的眉心幾不可查地跳了一下。他雖然是物理老師,但這種級別的科研設備,他也只是在學術期刊上見過圖片。
八百萬的儀器,整個港城大學也就這麼一台。
葉安的心跳,第一次真正意義上地加速了。
雙科競賽的特等獎,校長室里的談話,拔尖計劃的藍圖……所有這些,在這一刻,都變得無比具體,無比真實。
他之前所做的一切,就是為了能站在這裡,能親手觸摸到這個世界最前沿的科技。這才是他真正渴望的戰場。
王振國似乎對葉安眼中的那團火光很滿意。他走到控制台前,指著上面密密麻麻的按鈕和屏幕,對李明說道:「常規的開機流程,你先給他演示一遍。」
李明愣了一下,但還是立刻點頭,開始在控制台上一系列熟練地操作。真空泵啟動,分子泵開始抽氣,液氮循環系統發出低沉的轟鳴,屏幕上的真空度數值開始飛速下降。
「……樣品台冷卻需要大概十五分鐘,探針校準和逼近過程需要十分鐘,整個準備工作,熟練的話半個小時能完成。」李明一邊操作,一邊給葉安講解。
葉安沒有說話,只是靜靜地看著,【物理推演】能力在後台將李明的每一個操作都分解成了最底層的物理指令,每一個指令背後的電路響應和機械運動,都在他腦中被完整地模擬了一遍。
十五分鐘後,屏幕上的數據顯示,樣品台溫度已經降到了4.K,真空度達到了10的負10次方帕斯卡,一個近乎完美的超高真空環境。
「好了,準備工作完成。」李明直起身,擦了擦額頭的汗。
王振國點了點頭,然後,他說出了一句讓在場除了葉安之外的所有人都以為自己聽錯了的話。
「現在,你來上手。」
王振國看著葉安,語氣平淡得像是在說「你來倒杯水」。
「王……王教授?」李明第一個沒忍住,聲音都變了調,「這……這台掃描隧道顯微鏡剛過保修期,操作手冊就有三百多頁,任何一個誤操作都可能導致探針損壞,那個探針,換一根就要十幾萬……」
他不是不相信葉安,實在是這台設備太金貴了,平時連他這個博士後操作起來都得小心翼翼,讓一個高中生直接上手?這跟把一輛法拉利的鑰匙交給一個剛摸過方向盤的新手有什麼區別?
仲文也皺起了眉頭。他知道王振國看好葉安,但沒想到會看好到這個地步。這已經不是信任了,這是豪賭。
「出了問題,我擔著。」王振國一擺手,直接堵死了李明所有的話頭。他看著葉安,那雙銳利的眼睛裡,帶著一種近乎於殘酷的審視。「我說了,科研不是紙上談兵。理論說得再漂亮,不敢上手,就是空談。我就是要看看,你有沒有這個膽子,有沒有這個能力,去駕馭它。」
葉安深吸了一口氣。他能感覺到王振國投來的巨大壓力,也能感覺到旁邊仲文和李明那混雜著擔憂和震驚的視線。
但他沒有絲毫的猶豫。
他走到控制台前,目光掃過那些複雜的按鈕和旋鈕,腦中,【原子之心】的能力悄然啟動。
他看到的,不再是冰冷的機械。他看到了電流在電路板上如何流動,看到了壓電陶瓷在電壓驅動下如何實現納米級別的精確位移,看到了隧道電流如何隨著探針與樣品表面的距離發生指數級的變化。
這台機器的靈魂,在這一刻,向他敞開了。
「我試試。」
葉安伸出手,手指精準地落在了控制探針Z軸逼近的旋鈕上。他的動作很慢,但異常的穩定,沒有一絲一毫的顫抖。
屏幕上,代表探針與樣品距離的曲線開始緩緩下降。
李明的心瞬間提到了嗓子眼。
這個過程是最危險的,逼近速度太快,探針就會直接撞上樣品,當場報廢。
但葉安的手指,就像是與機器融為了一體。
他在距離樣品表面只有幾個納米的距離時,果斷地切換到了自動反饋模式。
系統接管,隧道電流瞬間建立,屏幕上跳出了一行綠色的提示:【Tunneling Current Established. Scan Ready.】
李明下意識地看了一眼旁邊的參數顯示,嘴巴慢慢張開。葉安設定的那個反饋迴路增益參數,比他平時用的還要優化,既保證了逼近速度,又最大限度地避免了過沖的風險。這個參數,他是經過上百次實驗才摸索出來的最佳值,而這個高中生,第一次上手,就直接設定到了最優解?
「開始掃描吧。」王振國在一旁平靜地說道,但那雙交叉在胸前的手,指節卻微微收緊了。
葉安的手指移動到控制X-Y軸掃描的觸摸板上,指尖輕輕划過。
主屏幕上,一幅圖像開始從上到下,逐行地生成。
最初是無序的噪點,但隨著掃描的進行,一個個模糊的亮點開始出現,並逐漸排列成規則的點陣。
那是一個個獨立的原子。
圖像的清晰度越來越高,最終,一片由無數個原子構成的、完美無瑕的晶格表面,清晰地呈現在所有人面前。那是一種無法用語言描述的、來自微觀世界的秩序之美。
「這是……單晶矽的111面。」李明喃喃自語,聲音裡帶著一絲夢幻。
仲文站在後面,看著屏幕上那片整齊的原子點陣,感覺自己的物理世界觀受到了強烈的衝擊。他教了二十年牛頓定律,可眼前這個畫面,卻屬於另一個維度的物理學。
「放大。」王振國再次下令。
葉安的手指在觸摸板上輕輕一點,圖像的中心區域被迅速放大。原子與原子之間的距離被拉開,它們不再是一個個亮點,而是呈現出一種雲霧狀的、模糊的輪廓。
那是電子云。是道爾頓的「小球」,在量子力學世界裡的真實模樣。
葉安沒有停。他的手指再次划過觸摸板,將掃描區域移動到了晶格的邊緣。
就在這時,屏幕上的圖像,出現了一絲不和諧。
在那片完美的、如同閱兵方陣般整齊的原子點陣中,有一個位置,是空的。
一個原子,消失了。
「停。」葉安的手指停了下來,屏幕上的圖像定格。
控制室里,所有人的視線都聚焦在那個空位上,那個完美的晶格上的一個微小瑕疵。
「這是……」李明扶了扶眼鏡,湊近了屏幕,「一個……空位缺陷?」
王振國的呼吸,在這一刻,變得有些急促。他死死地盯著屏幕上那個原子級別的「空洞」,眼神里爆發出一種近乎於狂熱的光芒。
他猛地轉過頭,看向葉安,聲音因為激動而微微發顫。
「葉安,你剛才在找什麼?」
葉安抬起頭,迎上王振國那灼熱的視線,平靜地吐出了一個詞。
「邊界。」
王振國愣住了。
「完美的晶格,只存在於理論中。」葉安的聲音在安靜的控制室里迴響,清晰而有力,「任何真實的材料,都存在邊界,存在缺陷。而這些缺陷,恰恰是決定材料宏觀性質的關鍵。」
他伸出手指,點在屏幕上那個微小的空位上。
「我想看的,不是教科書里的完美模型。」
「我想看的,是真實的世界。」
王振國看著他,看著這個第一次接觸掃描隧道顯微鏡,就精準地找到了晶格缺陷的少年,他忽然覺得,自己之前對這個學生的評價,還是太保守了。
這不是牛人。
這是一個天生就該吃科研這碗飯的。
他正準備說些什麼,葉安的手指卻再次在觸摸板上動了。
掃描的圖像,繼續向著那個空位缺陷的更深處探索。
然後,屏幕上,出現了一個所有人都意想不到的畫面。
在那個空位缺陷的旁邊,緊鄰著的三個矽原子,它們的電子云形態,發生了極其詭異的畸變。
那不是一個完美的球形。
那是什麼?