学霸的征途是星辰大海 第178章 死马当活马医

聚宝源那顿饭之后，徐辰便正式成为了物理学院李丁平课题组的「客座研究员」。

虽然挂着个头衔，但他并没有真的去实验室打卡上班。

毕竟，他一个搞数学的，去摆弄那些精密的低温恒温器和超导磁体，纯属添乱。

他的工作，主要是负责「后端」——处理数据，以及在理论模型遇到瓶颈时，提供一些数学上的「外援」。

对接人依然是张乐阳。

这位刚刚拿到博士学位的师兄，并没有选择立刻去高校任教，而是留在了李院士的组里做博后。用他的话说：「好不容易抱上了徐神的大腿，不趁机多发几篇顶刊，那不是亏大了？」

徐辰只能无奈笑笑，也暗自佩服张乐阳这随口就来的彩虹屁的能力。

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……

周三下午，徐辰刚从图书馆出来，手机就震了一下。

【张乐阳】：徐神，有空没？来趟物院B楼305，带你认认门，顺便领个门禁卡。

徐辰回了个「收到」，便骑上单车往物理楼赶。

刚走到305门口，徐辰就听到里面传来一阵刺耳的金属切割声，紧接着是一阵叮叮当当的敲打声。

推开门，徐辰差点以为自己走进了汽修厂。

实验室很大，但被各种庞大的仪器塞得满满当当。最显眼的是几个巨大的不锈钢罐子，上面挂着白霜，正往外冒着丝丝白气——那是液氦杜瓦瓶。

地上到处是缠绕的电缆，像是一团团乱麻。几个穿着白大褂丶戴着护目镜的学生正围着一台仪器，手里拿着扳手和螺丝刀，满头大汗地折腾着什麽。

「哎！轻点！那可是波纹管，拧坏了咱们下个月都得喝西北风！」

一个熟悉的声音从仪器后面传出来。

紧接着，张乐阳灰头土脸地钻了出来，手里还攥着一把内六角扳手。看到徐辰，他先是一愣，随即咧嘴一笑，露出一口白牙。

「哟！徐神来了！」

他随手把扳手往旁边的桌子上一扔，在白大褂上擦了擦手上的油污，热情地迎了上来。

「师兄，你们这是……」徐辰看着这乱糟糟的场面，有些发懵，「在搞装修？」

「嗨，别提了。」张乐阳叹了口气，指了指身后那台大家伙，「这台PPMS（物理性能测量系统）的真空泵坏了，厂家的人要下周才能来。我们等不起，只能自己动手修。这就是物理系的日常，名为科学家，实为高级维修工。」

接着张乐阳简单介绍了一下团队的成员，其中几人徐辰在聚宝源见过，也就很快记住了。

随后张乐阳带徐辰四处转转，领着徐辰穿过杂乱的仪器区，来到了里面的休息室兼数据处理区。

相比外面的嘈杂，这里稍微安静了一些，但环境依然不敢恭维。

几张办公桌拼在一起，上面堆满了文献丶草稿纸丶硬碟，还有各种外卖盒和红牛罐子。墙角的白板上写满了密密麻麻的公式和待办事项，其中「修泵」丶「换样品」丶「买液氦」几个词被红笔重重地圈了起来。

「随便坐，别嫌乱。」张乐阳拉过一把椅子，把自己桌上的一堆数据线拨拉到一边，给徐辰腾出一块空地。

「师兄，你们这……挺辛苦啊。」徐辰由衷地感叹道。

「哎，别提了，现在搞学术哪有不辛苦的。」

……

随后张乐阳简单介绍了下之前在做的一个课题。

（ps：本故事灵感来源于Mn?Sn中非互易输运与反常霍尔效应的真实发现，做了艺术加工。）

「我们最近半年一直在死磕一个新材料——Mn3Sn（锰锡合金）。」

张乐阳从抽屉里拿出一个样品盒，里面装着一块指甲盖大小的丶泛着金属光泽的晶体，「就是这玩意，这是一种『非共线反铁磁』。别看这小东西不起眼，它是现在凝聚态物理圈子里的当红炸子鸡。理论上，它有着非常特殊的磁结构，可能会表现出很多反直觉的拓扑性质。」

张乐阳把样品盒在手里转了转，眼神中既有期待，又有无奈。

「我们的目标很明确：在极低温丶强磁场下，测量它的电阻变化，也就是R-H曲线。我们想找一种叫做『量子振荡』的信号，也就是Shubnikov－deHaas效应。只要拟合出这个振荡的频率，就能算出载流子浓度和有效质量，揭示它的电子结构。」

「Shubnikov……啥？」徐辰愣了一下，这个名字有点长。

「额……舒布尼科夫-德哈斯效应，简称SdH效应。」张乐阳耐心地解释道，「简单说，就是当磁场强到一定程度时，电子的运动轨道会被量子化，导致电阻随磁场变化出现周期性的振荡。就像是……心跳一样。」

「如果我们能测到这个『心跳』，就能反推出这个材料的『五脏六腑』——费米面结构丶载流子浓度丶有效质量等等。这对于证明它是不是拓扑材料，是一锤定音的证据。」

「哦，懂了，就是找周期呗。」

「对！原理就是这麽简单！」

「听起来……逻辑很清晰啊。」徐辰说道，「测电阻，找周期，拟合公式，出结果。这不就是标准的物理实验流程吗？有什麽问题？」

「是啊，逻辑是很清晰。」张乐阳苦笑一声，把身体重重地靠在椅背上。

「理论上，这就是个送分题。」

「但实际上，它变成了送命题。」

张乐阳转过身，唤醒了电脑屏幕。

「来，徐神，让你看看我们这三个月的『成果』。」

……

屏幕亮起，是一个名为Origin的绘图软体界面。

张乐阳熟练地打开了一个工程文件，里面密密麻麻地存着上百个图层。

「这是我们三个月里，测的一千多组数据。」

屏幕上，是一张密密麻麻的散点图。横轴是磁场强度H，纵轴是电阻R。

「你看，这是单带模型拟合的，残差大得离谱，跟心电图似的。」

「所谓的单带模型，就是假设材料里只有一种载流子，要麽全是电子，要麽全是空穴，大家齐心协力往一个方向跑。这就像是一条单行道，车流虽然多，但只要不堵车，速度和流量都是很容易预测的。」

「但是你看这数据，」他指着那些在曲线上方乱跳的点，「显然没那麽简单。这说明里面肯定有别的机制在捣乱。」

「于是我们换了双带模型。」

张乐阳切换了一张图，「这个模型假设材料里既有电子又有空穴，就像是一条双向车道。电子往左跑，空穴往右跑，两边的电流互相抵消或者叠加。这个模型参数多，自由度大，按理说拟合能力更强。」

「结果呢？」徐辰问。

「结果……还是不行。」张乐阳指着屏幕，声音都带着哭腔，「你看这里，还有这里，无论怎麽调参数，拟合曲线总是跟实验数据对不上。尤其是在某些特定的磁场区间，实验数据总是会莫名其妙地鼓起来一块，就像平整的路面上突然多出了几个减速带。」

「最后，我们甚至考虑了各向异性。」张乐阳一脸无奈，「就是假设这个材料在不同方向上的导电性能不一样。就像有的路是柏油路，有的路是泥巴路，车在上面跑的速度肯定不同。我们把模型复杂到了极致，甚至引入了张量计算，结果更乱了，简直就是一团乱麻。」

徐辰仔细看了看那些图表。确实，无论用哪种模型，拟合曲线总是跟实验数据对不上。尤其是在某些特定的磁场区间，实验数据总是会莫名其妙地鼓起来一块。

「这些『小鼓包』是什麽？」徐辰指着那些异常点问道。

「鬼知道是什麽！」张乐阳一脸绝望，甚至开始吐槽起来，「我们一开始以为是设备噪声，把所有的线都换了一遍，接地也重新做了，甚至连隔壁实验室那台几百万的超导磁体都借来了，结果还是有！简直就像是粘在鞋底的口香糖，怎麽甩都甩不掉！」

「后来我们怀疑是样品接触不良，把欧姆接触重做了十几次，手都快焊废了，还是那个死样子！」

「老板说可能是磁场校准偏了，我们把高斯计都快盘包浆了，也没发现问题！」

说到这里，张乐阳压低了声音，神神秘秘地说道：「现在组里已经有人开始怀疑是不是这批样品本身就有缺陷，或者是……或者是这实验室风水不好？要不要请个大师来看看？」

看着张乐阳那副快要被逼疯的样子，徐辰忍不住笑了。

「风水不好都出来了？你们搞物理的也信这个？」

「没办法啊！科学解释不通，那就只能归结于玄学了！」张乐阳叹了口气，瘫坐在椅子上，「老板已经放弃治疗了，说实在不行就发篇『初步输运性质』的水文算了，先把这些烂数据扔出去，免得烂在手里。反正只要不造假，发个三四区的期刊还是没问题的。」

所谓的「初步输运性质」，在物理圈里，基本就等同于「水文」。意味着没有发现什麽激动人心的新物理，只是罗列了一堆平平无奇的实验数据。

「别急着发水文。」徐辰拍了拍他的肩膀，「把原始数据发给我一份，还有这个晶体的结构文件，我回去看看。」

「行！死马当活马医吧！」张乐阳也没抱太大希望，随手把数据包发了过去。

「对了，师兄。」徐辰一边接收文件，一边问道，「我对凝聚态物理这块儿还是个门外汉。要想搞懂这些数据背后的物理机制，我需要补哪些知识？比如那个什麽『非共线反铁磁』，到底是啥意思？」」

张乐阳想了想，从乱糟糟的桌子上翻出一张草稿纸，随手写了几行字。

「其实你不需要知道所有的知识，只需要了解目前实验所需的这部分就行。重点看看《固体物理》里的能带理论，还有《磁性物理》里的反铁磁结构。简单说，非共线就是原子磁矩的方向不是平行或者反平行的，而是像风车一样转着排的。」

他把纸条递给徐辰，还不忘补了一句：「另外，如果你想深入一点，可以看看关于『拓扑半金属』和『贝里曲率』的文献。这些够你看一阵子了。不过说实话，这些内容挺深奥的，就算是我们专业的博士生，想要完全理解也得花个把月。你……尽力而为吧，看不懂也没事，反正这本来就是个烂摊子。」

徐辰接过纸条，扫了一眼，点了点头。

「谢了，师兄。我回去研究研究。」

他并没有说大话。虽然他数学好，但物理毕竟是另一门学科，有着自己独特的语言和逻辑。数学再强，也得在物理的框架下计算，否则就是空中楼阁。

……