國家集訓隊的生活,對其他人來說或許是鬆散清閒的,但對林允寧而言,每一分每一秒都像上了發條。

白天,他在階梯教室裏翻看着大學高年級,甚至研究生纔會學到的教材。

《量子場論》、《非平衡態統計物理》、《泛函分析》.......

而到了晚上,在宿舍其他人爭論競賽難題的時候,他又像個測不準的基本粒子,時而出現在圖書館,時而出現在唐仲英樓實驗室。

除了界面聲子譜熱整流效應的“雅努斯計劃”之外。

陳正平的石墨烯項目,高翔的高熵合金項目以及Aether的維護和更新,每一個都要他跟進。

即使有模擬器,多線作戰也讓他覺得時間不太夠用。

兩天後,晚上八點,B207實驗室。

孫婧早已等在那裏。

實驗臺上,多了一堆林允寧提前列好清單的光學元件:

分束鏡、四象限探測器、高精度壓電陶瓷位移臺,還有一卷黑色的3M電工膠帶????每一個光學實驗室裏用來遮擋雜散光的“終極神器”。

“小學弟,東西都給你備齊了。”

孫婧抱着手臂,靠在實驗臺上,指了指那堆嶄新的零件,“思路想好了?今天要是再解決不了,師姐這頓早飯可就賴上你了。”

林允寧笑了笑,將揹包放下,直接走到了那臺複雜的低溫拉曼系統前。

“咱們先解決光路漂移的問題。上次那個乞丐版反饋系統太野蠻了,每次都在樣品上燒個洞,長期用肯定不行。”

他指着光路中的一塊分束鏡,對孫婧說,“師姐,我們可以在這裏加一個半透半反鏡,分一小束反射光出來,打到一個四象限探測器上。”

“四象限探測器?”

孫婧愣了一下,隨即眼睛一亮。

"xt."

林允寧的語速很快,顯然早已在腦中演練了無數遍,“用它來實時監測反射光斑的位置。一旦光斑因爲熱漂移發生了偏移,探測器就會產生一個誤差電壓信號。我們把這個信號放大,反饋給樣品臺下的壓電陶瓷促動器,讓它

進行反向的位移補償。”

孫婧那雙好看的丹鳳眼亮了起來:

“這......這不就是個主動反饋閉環控制系統麼!”

她瞬間明白了,“思路是好,但光是軟件接口和PID參數整定就夠麻煩的。你有把握?”

“試試看。”

林允寧的回答依舊簡單。

接下來的一個小時,兩人再次投入到緊張的改造工作中。

林允寧顯然早有準備,他在LabVIEW裏,很快就搭建起了一套PID反饋控製程序。

當他將程序的輸出端口與壓電位移臺的驅動器連接,按下“運行”鍵時,整個系統立刻自檢成功,順利啓動。

他再次打開加熱激光。

之前那個不斷漂移的信號峯,在初始經歷幾次微小的晃動之後,很快穩定了下來。

“真有你的,這次咱們一勞永逸,不用每次都在樣品上燒洞了。”

孫婧開心地拍了拍林允寧的肩膀,“那標定溫度的問題呢?你想通了麼?”

“想好了。”

林允寧的回答乾脆利落。

在模擬器上,他已經進行了反覆探索。

他沒有再去看那個幾乎淹沒在噪聲裏的反斯託克斯峯,而是將光譜的顯示範圍,聚焦在了那個代表着硅聲子模式的、位於~520cm?的尖銳主峯上。

“就用它。”

他指着屏幕。

“用它?用它幹嘛?”

孫婧一臉困惑,“這是聲子峯,不是溫度計啊。”

“它可以當溫度計。’

林允寧的語氣異常篤定,“師姐,你忘了咱們之前討論過的那個問題了?降溫的時候,拉曼峯位會發生什麼?”

孫婧一愣,隨即恍然大悟:

“藍移!因爲晶格收縮!”

“對,”

林允寧點了點頭,“既然峯位會隨着溫度變化而移動,那我們反過來,不就可以通過精確測量峯位的移動,來反推出局域溫度的變化嗎?”

他轉向孫婧,思路清晰無比,“斯託克斯/反斯託克斯強度比,在低溫下信噪比太差,基本等於瞎猜。但拉曼峯位的溫漂,雖然效應微弱,但他足夠穩定。對我們這臺高分辨率的光譜儀來說,測量零點零幾個波數的移動,輕而

易舉。”

“用峯位移測溫?你腦洞也太大了!”

孫婧一愣,隨即搖頭,“文獻裏從來沒人這麼幹過!信號峯確實會移動,但是跟溫度的關係誰也不知道,你怎麼從位移推斷溫度變化?這不就是瞎猜嗎?”

“師姐說的對,所以我們得先標定。”

林允寧笑了笑,思路清晰無比,“我們先不進行局部加熱。我們改變整個樣品腔的全局溫度,從4K到100K,每隔5K測一個點,精確地標定出峯位和溫度的對應關係。

“有了這條‘校準曲線,我們再回過頭來做局部加熱實驗。

“到那時,只要測量出峯位的移動了多少,就能反推出局域的精確溫差。

這是一個設計精巧的雙光路系統,兩組光路各司其職,互不干擾。

接下來的幾個小時,兩人嚴格按照林允寧設計的方案,先校準溫度,再進行測量。

清晨六點半,儀器時間快要結束的時候。

電腦屏幕上,所有的數據點都被繪製完成,一條清晰的曲線終於浮現出來。

橫座標,是由“雙光路激光溫度計”精確標定的溫度梯度AT。

縱座標,是計算出的熱整流係數。

“呼,終於做完了!”

孫婧靠在椅子上,長長伸了個懶腰,緊身羊毛衫勾勒出的好身材,一覽無餘。

林允寧的目光,卻始終停留在屏幕上,雙眉緊鎖,一言不發。

“怎麼啦?”

孫婧見他面色不對,湊過來問道。

林允寧指了指屏幕上的曲線,眼神裏滿是困惑。

只見圖上的曲線,並沒有像他們預想的那樣,呈現出完美的線性關係。

在溫差較小的時候,熱整流效應確實隨AT線性增強,與物理常識完全一致。

但當溫差超過某個閾值後,曲線卻突然“拐彎”了??

它不再上升,而是進入了一個“平臺期”,甚至在溫差進一步增大時,略有下降!

“這......這是什麼情況?”

孫婧也發現了不對勁,她湊上前,反覆檢查着原始數據,“數據沒問題啊,怎麼會飽和?理論上不應該啊。”

這個反常的結果,像一盆冷水,澆滅了兩人剛剛燃起的興奮。

林允寧沒有說話,只是將那張非線性的曲線保存了下來。

線性響應理論在這裏似乎失效了。

是加熱後的某種特殊的激發模式?還是儀器在加熱一段時間出現了系統誤差?

或者,他們觀測到的根本就不是熱整流效應,而是某種未知的物理現象?

這個項目,似乎每走一步,都有新的難題橫着面前。

推倒一面牆,又撞上另一面牆。

等林允寧整理好所有數據,寫好實驗記錄,再回到宿舍時,已經是中午了。

他推開門,發現許嘉誠和周衍都不在。

只有杜德彪躺在牀上,哎呦哎呦地直哼哼。

“彪子,怎麼了?”

林允寧見他大臉盤子上全是汗,疑惑地問道、

“嘶............大神,你......你回來了。”

杜德彪掀開被子,露出被紗布纏得嚴嚴實實的右腳腳踝,“上午打......打籃球,崴......崴腳了,賊疼。”

林允寧皺了皺眉:

“去醫院看了麼?”

“去……………去了。大夫說至少得養兩個月,這段時間都......都得拄拐了。”

杜德彪疼得直抽冷氣,卻還是咧嘴笑了笑。

林允寧點點頭:

“喫飯了麼?我去給你買飯。”

杜德彪擺了擺手:

“許嘉誠和周衍去喫飯了,幫我帶回來。對了大.......大神,你做作業了麼?…………楊教授留的題,關於聲......聲子羣速度和相速度的,我......我卡住了。”

林允寧點了點頭,拿過他牀頭的講義。

楊教授留下的,是一道關於晶格動力學的難題。

他看了看杜德彪呲牙咧嘴的樣子,暫時放下了自己的煩惱,拿起筆,開始耐心地爲他講解起來。

“你看,在長波極限下,聲子就像普通的聲波,羣速度和相速度幾乎相等。但是,隨着波矢k增大,接近布裏淵區邊界時,晶格的離散效應就體現出來了。”

他一邊講,一邊在草稿紙上畫着聲子色散曲線,“你看這條聲學支,它的斜率,也就是羣速度,在邊界處是零。這意味着,能量......也就是熱量,在那個點是無法傳播的。爲什麼?因爲發生了布拉格反射,形成了駐波。”

“哦......哦!”

杜德彪點着頭,“所以這一切的根源,都在於原子間的相互作用,不是簡諧的,而是非諧的?”

"xt......"

林允寧的筆尖在“非諧散射”四個字上重重一點,“正是這種非諧性,導致了聲子與聲子之間的碰撞、散射,也導致了聲子色散曲線的非線性......”

講到這裏,他的聲音,忽然停住了。

筆尖也懸在了紙上。

“非諧散射......非線性……………”

林允寧不斷嘀咕着這兩個詞。

他看着草稿紙上那條彎曲的聲子色散曲線,一瞬間,實驗室裏那條同樣發生了“拐彎”的實驗數據曲線,與眼前這條理論曲線,在他腦海中重疊在了一起!

他感覺自己似乎悟到了什麼,卻又一時抓不住。

“大......大神?”

杜德彪看着突然石化的林允寧,有點莫名其妙。

可下一秒,只聽林允寧喃喃自語道:

“我明白了......是散射!是強非諧散射導致了聲子平均自由程的飽和......我之前的模型裏,只考慮了彈性散射,卻忽略了高階非諧項!

“那個非線性曲線不是實驗的錯誤,它是熱整流效應在強驅動下的必然結果!”

他猛地站起身,直接撥通了孫婧的電話。

“孫師姐,我知道怎麼回事了。我們需要設計一個實驗來證明它!”