书架 |登录

第531章 物理学短板 三 李院士的求助

作者:见习人类观察员字数:2.3千字更新时间:2026-06-25 12:01:35
第531章 物理学短板 三 李院士的求助

随后,李丁平院士将目前团队面临的困境详细地说了一遍。从二维薄膜的降维灾难,到表面原子重构导致的C3对称性破缺,再到热力学极限下拓扑相变的不可控性。

物理学界有一句名言:上帝创造了固体,而魔鬼创造了表面。

这句话形象地说明了:固体的内部行为虽然复杂,但尚有规律可循;而表面的现象则变化万千、难以预测,仿佛出自魔鬼之手。

当一个材料被削薄到只有几个原子层厚度的“二维极限”时,它就不再是原来那个乖巧的材料了。以李丁平他们正在死磕的Mn₃Sn为例,在宏观体块状态下,它的原子排列构成了一个完美的三角笼目(Kagome)晶格,这种结构天然自带一种旋转120度后依然与原图重合的“C3旋转对称性”。正是这种精妙的对称结构,锁死了电子的拓扑路径,让反常霍尔效应得以存在。

可一旦降维成二维薄膜,最表层的原子失去了上层同伴的化学键拉扯,为了寻找新的能量最低点,它们会像脱缰的野马一样发生偏移——这就叫“表面重构”。原本严丝合缝的C3对称性瞬间崩塌,量子通道就像是被连根拔起的桥梁,彻底断裂。

当年物理学家安德烈·海姆用胶带撕出二维单层石墨烯拿了诺贝尔奖,让无数凝聚态学者以为二维材料领域遍地是黄金。但现实极其残酷:绝大多数材料一旦到了二维,不仅不会变成石墨烯那样的神级材料,反而会因为表面重构变成一堆毫无用处的废晶体。这是摆在微观热力学面前的一道难题。

……

听完李院士的讲述,徐辰沉思片刻。

要对抗这种底层的热力学规律和对称性自发破缺,确实不是靠盲目掺杂试错能解决的。这需要精确的晶体场理论计算,结合拓扑不变量在降维过程中的演化分析,最终设计出一种全新的数学/物理保护机制,来强行锁死那脆弱的表面晶格结构。

“听起来,这是一个涉及到非平衡态统计和拓扑相变交叉领域的大问题。”

按照学术界大佬们串门的常规操作,像李院士这种带着课题来求援的,通常也就是来借人。徐辰大可以听完情况,给出个宏观的指导方向,然后从自己手底下挑个精明强干的博士生或者博后,派去物院驻扎个几周帮忙干活。

这种资源置换在科研圈里再正常不过了。数学系的大佬出脑子,物理学院的人出实验平台,双方各派几个能打的学生和博后,凑成一个短期联合攻关小组。论文发出来,作者名单排一排,大家皆大欢喜。科研圈表面上看起来高冷,其实本质上也是个巨大的人情社会。谁手里有设备,谁手里有理论,谁手里有好学生,彼此都清楚得很。

不过徐辰转念一想,自己课题组那帮刚刚经历过波利尼亚克猜想恶战的牛马们,现在正处于难得的长假休养期。这会儿把他们抓回来继续疯狂压榨,多少有点不当人了。虽然他平时嘴上不饶人,张口闭口牛马,但真要说压榨,他其实还算有点良心。

更重要的是,这种涉及底层物理相变的难题,往往不需要动辄几十人的算力堆叠,而是极度依赖那种能一针见血的直觉和破局方向。把别人派去,不如自己亲自下场,顺便还能把这丰厚的系统经验全盘吃下。

……

徐辰沉吟了一下:“这事儿挺复杂,牵涉到群论分析和晶体场能带的重构计算。这样吧,李老师,刚好我最近还有几天空闲。我先去你们实验室看看目前的具体数据和进展。反正数学中心离物理学院也不远。如果只是帮忙理清一些方向性的数学推导,我自己抽空看看就行,不一定需要动用课题组。”

李丁平一听,顿时喜出望外。

他原本只是想来碰碰运气,毕竟徐辰现在可是身兼数任,能抽出空亲自来看一眼,哪怕只是随手指点两句方向,那也绝对是赚大了!

“太好了!徐辰,那咱们现在就过去?”李院士有些迫不及待。

“行。”徐辰站起身,拿起外套,“走吧。”

……

十几分钟后,徐辰和李院士走进了物理学院的凝聚态实验室。

这里的环境依然是记忆中那熟悉的模样:嗡嗡作响的真空泵、巨大的液氦杜瓦瓶、以及一群穿着白大褂、正对着屏幕眉头紧锁的科研牛马。

张乐阳正坐在屏幕前,死死盯着一张刚刚扫出来的扫描隧道显微镜(STM)图像,试图在那些模糊不清的原子阵列中寻找哪怕一丝对称性残留的痕迹。

“乐阳。”李院士叫了一声。

张乐阳回过头,正准备汇报失败的结果,却一眼看到了跟在李院士身后的徐辰。

“徐神?!”

张乐阳激动地直接从椅子上跳了起来,那表情仿佛在绝望的孤岛上看到了前来救援船。

“徐神!你是来救我们的吗?”张乐阳快步走过来,激动得语无伦次,“你不知道,这几个月我都快被这破材料给折磨疯了!每次一减薄,晶格就直接崩溃,跟特么中了诅咒一样!”

“咳咳!”李丁平院士重重地咳嗽了两声,狠狠地瞪了张乐阳一眼,从鼻腔里发出一声警告的冷哼。

被老板这么一瞪,张乐阳脑子里那根弦啪地一下接上了。他猛然意识到,眼前这位年轻得过分的男生,早已经不是一年前那个可以随便勾肩搭背的本科天才了。人家现在是菲尔兹奖得主、雁栖湖研究院的院长、能和自己的导师平起平坐甚至地位更高的学术巨头!

自己刚才那大呼小叫的样子,确实太没大没小了。张乐阳赶紧收敛了张牙舞爪的动作,神情局促地站在原地,搓了搓手,一时竟不知道该怎么称呼。

徐辰将这一切看在眼里,心里倒是不以为意。他其实挺喜欢张乐阳身上这股毫不做作的纯粹科研狗的亲切劲儿,于是主动上前一步,熟络地拍了拍张乐阳的肩膀:“师兄,好久不见啊。”

这一声“师兄”,给足了面子,直接把张乐阳叫得老脸一红,心底更是涌起一阵感动。大佬终究是大佬,这胸襟,这格局,一点架子都没有!

“师兄,别急着诉苦了。”徐辰顺势将话题拉回正轨,指了指那台嗡嗡作响的仪器,“先把你们最近失败的数据,还有STM扫出来的原图拿给我看看,让我瞧瞧问题到底有多棘手。”

……

设置
作品详情 加书架
章节进度
评论 (0条)
评论加载中...
0/1000
作品封面 正序
目录加载中...
加书架
上一章 目录 下一章