“允寧,那你覺得,怎麼才能破這個局?”

韓至淵的問題在安靜的辦公室裏迴響。

陳正平緊張地看着林允寧,手心已經沁出了汗。

林允寧臉上沒什麼表情,平靜地回答:

“他要‘預測”,那我們就給他‘預測”。”

他走到白板前,拿起筆,之前被擦掉的痕跡還留着淡淡的印子。

“我們不用去預測某一個孤立的現象。就像之前討論的那樣,我們直接繪製一張完整的地圖????張石墨烯量子反常霍爾效應的拓撲相圖。

“相圖上的每一個點,都代表一種具體的材料狀態。我們會清晰地標示出,在不同無序強度和門電壓調控下,量子化的霍爾平臺會在哪裏出現,在哪裏消失,甚至在哪裏發生符號的翻轉。”

他的聲音很平穩,好像在說一件理所當然的事情。

一旁的陳正平卻聽得睜大了眼睛。

這個構想太宏大了。

繪製一張高精度的完整相圖,意味着要對每一個點,每一個參數組合進行計算,工作量之大難以想象。

他以爲這只是一個遠期的理論目標,至少需要幾個月甚至一年的時間去逐步實現。

沒想到,林允寧打算現在就把它做出來,作爲反擊的武器。

韓至淵的眼中卻流露出強烈的欣賞。

他要的就是這個。

不爭一城一池的得失,而是直接定義整個戰場的規則。

他用力點了點頭,眼中爆發出光芒。

“好!這纔是做學問的氣魄!”

見到韓至淵點頭,陳正平也有些激動,但他還是給出了自己的意見:

“但是,要完成這種規模的計算,金大物理系的計算集羣恐怕不夠用。它的設計偏向於小規模、高併發的教學任務,不適合這種需要持續進行大規模並行計算的科研任務。”

韓至淵沉吟片刻,隨即做出了決定。

“這樣,我通過個人關係,去申請國家超算中心的機時。華夏的“神威三號?東海之光”,應該能滿足我們的算力需求。

“神威三號?”

陳正平的喉結上下滑動了一下。

那可是國之重器,專門用來處理氣象模擬、基因測序這種戰略級任務的超級計算機,一般需要國家科技重大專項級別的項目才能申請到機時,普通學者很難申請到。

“不過,”

韓至淵話鋒一轉,眉頭又微鎖起來,“即便有超算中心的機時,要繪製一張足夠精細的相圖,至少需要上萬個計算點。每一個點,都是一次獨立的自治迭代。

“我粗略估算了一下,全部跑完,即使中間沒有任何差錯,最樂觀也需要三個月。”

三個月。

陳正平剛剛燃起的希望又被澆了一盆冷水。

烏薩爾隨時可能發起第二輪攻擊,他們等不了那麼久。

但他也只能承認現實:

“是的,韓老師。不過這已經是‘暴力計算’的極限了,除非......除非算法本身能有革命性的突破。”

“先別想那麼多,”

韓至淵擺了擺手,給兩人減壓,“你們放手去做,先拿出可行的算法方案。就算晚了一年半載,這個工作本身的價值也足夠大。

“君子報仇,十年不晚。我們現有的理論,已經足夠回擊烏薩爾了。這張相圖,是我們徹底終結這場爭論的最終武器,不用急於一時。”

“我明白了,”

陳正平重重地點頭,主動攬下了任務,“允寧,計算的部分就交給我吧,這些都是細節,別耽誤你集訓隊的事情。我會先把弱無序和強無序區間的理論整合起來,到時候咱們再討論。”

“好,那就多謝陳師兄了。”

林允寧也沒客氣,他現在時間確實很寶貴。

手頭的工作越積越多,加上國家集訓隊三天兩頭就要考試,實在沒辦法面面俱到。

如今石墨烯的風波暫時告一段落,他便從這件事裏暫時抽身,很快將注意力拉回到了自己的“雅努斯計劃”上。

他需要找到一個微觀尺度的“探針”,去測量那個僅存在於他理論中的“聲子熱點”。

這兩天,在閱讀不少文獻之後,他又有了一些新的想法,亟待模擬器來確定。

回到宿舍,他立刻進入了模擬空間。

“系統,啓動模擬科研。”

【模擬科研啓動.......

【課題:局域非平衡聲子譜的實驗探測方案】

【注入模擬時長:30小時】

意識沉入一片純白的邏輯空間。

林允寧的第一個想法,是超低溫掃描隧道顯微鏡(STM)。

它的探針是原子級別的,理論上,還有什麼比這更精確的工具呢?

【第4小時:你理解了STM的理論模型。原子級的探針在樣品表面掃描,通過量子隧穿效應形成的電流,可以繪製出原子尺度的表面形貌。方案在空間分辨率上可行。】

【第16小時:經過反覆思考和推演,你發現隧穿電流本身,會通過焦耳熱效應,在針尖下方產生一個微小熱源。】

【第20小時:你宣告方案失敗。探針自身產生的熱量,干擾了你要測量的那個微弱的‘聲子熱點’。】

【模擬失敗。結論:探測行爲本身嚴重干擾了被測對象。但你排除了一個看似最有希望的方向,這同樣是關鍵進展。】

林允寧睜開眼,並不氣餒。

用STM去觀察“聲子熱點”,相當於想用一根點燃的火柴,去精確測量一根蠟燭火焰的溫度。

這並非他思路的錯誤,而是源於物理極限。

但STM的失敗,卻照亮了另一條路。

既然問題出在“電流”產生的熱量上,那如果......

用一種沒有電流乾擾的探針呢?

他立刻想到了另一個方案??沒有隧穿電流的超低溫原子力顯微鏡(AFM)。

AFM的探針,本質上是一根懸臂樑,一個品質因子極高的微型機械諧振器。

它不依賴電流,而是通過感知針尖與樣品表面原子間的微弱作用力來工作,對樣品的干擾小得多了。

而且它的諧振頻率,對周圍環境的力場和溫度,都極端敏感!

他不需要用“電”去測,他可以用“力”去感知!

這個念頭讓林允寧興奮得差點從椅子上站起來。

他立刻在模擬空間中重新推演,這一次,至少在理論上,沒有任何明顯的漏洞。

剩下的,就必須去考實驗來驗證了。

他拿起手機,直接撥通了孫婧的號碼。

電話那頭,孫婧的聲音帶着幾分調侃:

“怎麼,林大科學家,又有什麼異想天開的主意了?”

“孫師姐,又要麻煩你了,我需要搭建一個加載了激光加熱系統的超低溫AFM。

“超低溫AFM?你可真會挑。”

孫婧在那頭笑了一聲,“那玩意兒可比拉曼光譜嬌貴多了,光是防震就夠折騰一個月的。而且還要加激光加熱,你大概還需要高真空環境吧......從零開始搭,沒半年想都別想。”

林允寧的心沉了一下。

“不過嘛”

孫婧話鋒一轉,語氣裏帶着一絲笑意,“你運氣是真好。化學系那邊剛結束一個生物大分子成像的項目,正好在一臺商業AFM上加裝了激光加熱模塊。等下我去幫你問問。”

“多謝孫師姐!到時候請你喫飯。”

很快,孫婧的電話就撥了回來。

“允寧,今晚就有空閒機時,我們可以用12個小時,你來不來?”

“當然。”

當晚,B207實驗室。

一切都出乎意料的順利。

在孫婧的幫助下,實驗的初步準備異常順利。

化學系看來在搞一個大項目,使用的商業AFM模塊化程度很高,軟件接口也相對完善。

林允寧只花了不到一個小時,就將激光加熱系統和AFM的掃描系統精確地對準,完成了準備工作中最困難的部分。

就在他進行最後的微調時,孫婧在一旁看着,忍不住感嘆:

“行了,別調了,再調下去,儀器廠商的工程師都沒飯喫了。”

準備工作就緒,真正的考驗開始了。

林允寧開始進行正式測量。

他先是用AFM的探針,精確地找到了Si/Ge異質結的界面位置。

屏幕上,一張平整的檯面圖像清晰地呈現出來。

然後,他啓動加熱激光,將功率開到最低,在界面一側的硅上製造出一個微小的熱點。

同時,AFM的懸臂樑探針在另一側的鍺上,開始以微米級的精度來回掃描。

AFM的控制界面上,代表懸臂樑諧振頻率的信號曲線,出現在屏幕上。

然而,那不是一條幹淨的曲線。

而是一片上下劇烈波動的,由無數隨機尖峯組成的噪聲。

他們想要尋找的,代表溫度變化的微弱信號,就埋在這片噪聲中的某個角落,微弱到無法分辨。

“信噪比太低了。”

孫婧的表情嚴肅起來,她走到儀器後面,開始檢查接地和屏蔽,“我看看是不是哪裏有電磁干擾。”

幾分鐘後,她直起身,搖了搖頭:

“接地沒問題,屏蔽也做得很好。這噪聲......好像是系統自帶的。”

林允寧皺起了眉頭。

他知道,這意味着麻煩大了。

他將電腦連接到AFM的信號輸出端,調出了頻譜分析軟件。

屏幕上,噪聲的頻譜圖譜展開,在幾個特定的頻率點上,出現了幾個無法忽略的噪聲峯。

“是機械振動,”

他很快判斷出來,“樓下的真空泵,還有空調外機,它們的振動通過地板傳導上來了。”

“這沒辦法,”

孫婧攤了攤手,“這棟樓就這樣,除非我們能把整個實驗室浮起來。”

她嘗試着調整了幾個儀器的濾波參數,但噪音的來源太多太複雜,普通的濾波軟件根本沒辦法消除。

林允寧也陷入了沉默。

他知道問題出在哪裏。

他們這個實驗要求的精度,遠超普通生物大分子的成像觀測。

懸臂樑本身的熱噪聲、壓電陶瓷掃描器的機械振動、甚至真空泵的抖動,窗外馬路上偶爾開過一輛汽車帶來的地面微震,都會產生影響。

所有這些噪聲源疊加在一起,徹底掩蓋了本應出現的諧振信號。

噪音,又是噪音。

這個實驗物理學家永恆的敵人,再一次攔住了他的去路。

從宏觀的鎖相放大器,到如今微觀的原子力顯微鏡,它無處不在。

林允寧靠在椅背上,盯着屏幕上那片雜亂的信號,面色凝重。

第二天清晨,當時鍾指向七點,實驗室的預約時間結束。

林允寧和孫婧拖着疲憊的身體,打着哈欠走出了唐仲英樓。

實驗最終還是失敗了。

兩人嘗試了所有能想到的辦法,解決了大部分固定頻率的噪聲,但對隨機噪聲仍然束手無策,始終沒法分離出想要的信號。

忙了一夜,毫無進展。

就在這時,林允寧口袋裏的諾基亞手機響了起來,打破了清晨的寧靜。

他接起電話,聽筒裏立刻傳來陳正平的聲音。

背景音嘈雜,但他說話的聲音極大,幾乎是吼出來的,帶着興奮和顫抖:

“師弟!快!快去看arxiv!我們的文章上線還不到十二個小時,下面已經有好多同行的回覆了!”