学霸的征途是星辰大海 第228章 实验设计

「既然排除了磁性杂质，那麽唯一的解释，只能是倒空间本身的几何性质。」

徐辰闭上眼睛，让思维沉浸在抽象的数学空间里。

第一步：重构哈密顿量。

他需要在「倒空间」里，重建Mn?Sn的电子结构。

所谓的哈密顿量，简单来说，就是描述这个微观系统总能量的「超级矩阵」。它包含了电子所有的动能丶势能以及它们之间的相互作用。在这个矩阵里，每一个元素都代表着电子从一个原子跳到另一个原子的概率和能量代价。

这是一个基于紧束缚模型的计算过程。每一个原子轨道都是基底，每一个电子的跃迁都是矩阵元。

H(k)=Σt_ijc?_ic_je^(ik·(R_i-R_j))

随着笔尖的游走，那个复杂的六角晶格在数学层面被解构。徐辰引入了自旋-轨道耦合项，这是产生非平庸拓扑性质的关键。

……

第二步：搜索外尔点。

在这个复杂的能带结构中，必然存在着某些奇异点——外尔点。

如果把倒空间比作一个充满能量起伏的山脉，那麽外尔点就是那些最特殊的「奇点」。它们就像是磁场中的「磁单极子」，源源不断地向外喷涌着「贝里曲率」这种虚磁场。正是这些看不见的磁力线，强行扭曲了电子的运动轨迹。

「只要找到它们，就能从理论上证明这个信号的来源。」

徐辰的大脑飞速运转，LV.3的数学直觉让他能够敏锐地捕捉到能带交叉的拓扑特徵。

「这里……能带简并度保护。」

「这里……线性色散关系。」

「找到了！」

他在白板上重重地圈出了几个坐标。

在布里渊区的K点附近，几对能带发生了交叉，形成了一个个完美的锥形结构——外尔锥。这证明了Mn?Sn确实是一个外尔半金属。

……

第三步：计算反常霍尔电导。

找到了源头，接下来就是计算那个积分项了。

σ_xy=-(e2/?)∫_BZΩ(k)f(k)d3k

这需要对整个布里渊区内的贝里曲率进行积分。

随着计算的深入，那个积分值开始收敛，最终稳定在一个巨大的数值上。

徐辰看着那个数字，眼神中闪过一丝锐利的光芒。

「20Ω?1cm?1。」

「跟实验测出来的数值，在数量级和数值上都高度吻合。」

「理论闭环了。」

……

虽然理论计算已经吻合，但要让那些信奉「眼见为实」的实验物理学家信服，光有数学公式是不够的。

必须设计一个决定性的实验，来区分「杂质效应」和「拓扑效应」。

徐辰盯着白板上的晶体结构图，开始构思实验方案。

「区分两者的关键，在于对称性。」

徐辰在纸上列出了两个假设模型。

假设A（杂质主导）：如果信号源于混入的铁磁性杂质。杂质的分布通常是随机的，且其磁矩方向倾向于跟随外磁场。如果在平面内旋转样品，杂质产生的霍尔信号通常表现为各向同性，或者跟随外场方向变化，缺乏特定的晶体学周期性。

假设B（拓扑主导）：贝里曲率是内禀于晶格结构的。它必须严格服从晶体的点群对称性。

「Mn?Sn的空间群是P63/mmc，其磁结构破坏了时间反演对称性，但保留了C3旋转对称性。」

「如果那个信号源于拓扑，那麽当我把样品在平面内旋转时，那个霍尔信号必须呈现出完美的六重（或三重）对称周期变化！」

「就像是一个精密的齿轮，每转60度或120度，信号就必须复位一次。」

「杂质做不到这一点。只有内禀的几何结构，才能画出如此完美的对称花纹。」

徐辰合上笔记本，眼中闪烁着自信的光芒。

「只要做个面内旋转实验，一切真相大白。」

……

就在徐辰闭关修炼丶准备用数学解决反常霍尔效应的时候，物理实验室的另一角，张乐阳却意外地迎来了他的高光时刻。

虽然霍尔效应的实验让他焦头烂额，但那个不起眼的「防弹陶瓷」项目，却给了他巨大的惊喜。

自从那天听了徐辰关于「千层饼」的「点拨」后，张乐阳就像是被打通了思路。

他彻底推翻了之前死磕单一配方的方案，找来了一种高韧性的聚合物作为软层，和原本那种硬度极高的碳化硼陶瓷粉末作为硬层，开始进行层层交替堆叠。

一层陶瓷，一层聚合物，再一层陶瓷……

利用热压烧结工艺，构建出一种仿生的层状复合结构。

实验室的师弟看着张乐阳忙活，忍不住质疑：「师兄，你这不就是做夹心饼乾吗？这玩意儿能防弹？那一层软趴趴的聚合物，子弹一碰不就穿了？」

「你懂什麽！」

张乐阳头也不抬，一脸笃定，「这是徐神给的方向。你没看贝壳吗？贝壳就是这种软硬结合的层状结构，通过界面的有机质来阻断裂纹扩展，所以才那麽硬又那麽韧！」

师弟被唬得一愣一愣的，虽然觉得哪里不对，但既然是徐神说的，那必然有他的道理。

……

几天后，样品出炉。

那是一块灰扑扑的丶看起来毫不起眼的板材。

「走！去靶场！」

张乐阳抱着这块板材，兴冲冲地拉着师弟去了学校合作的军工测试靶场。

「砰！」

一声枪响。

7.62mm的钢芯穿甲弹，带着巨大的动能，狠狠地撞击在陶瓷板上。

烟尘散去。

张乐阳和师弟跑过去查看结果。

「卧槽？！」

师弟发出一声惊呼。

只见那块陶瓷板并没有像以前那样发生灾难性的脆性碎裂。

它依然保持着完整的宏观形状，只是表面出现了一个浅浅的弹坑。

而那颗子弹头，竟然被死死地卡在了层层叠叠的结构里，就像是拳头打进了棉花包着的石头里，动能被完全吸收了！

「没穿！也没碎！」

张乐阳激动得手都在抖。

他拿起可携式显微镜观察断面。

只见裂纹在穿过硬层陶瓷后，一遇到软层聚合物，立马就被迫转向丶分叉，沿着界面横向扩展。原本应该贯穿整个材料的致命裂纹，被这一层层软结构给耗散得乾乾净净。

「硬层抗侵彻，软层吸能量，层间界面诱导裂纹偏转……」

张乐阳喃喃自语，眼中满是狂热。

「这就是徐神说的『千层饼』方案的真谛啊！果然是完美的层状复合装甲！」

「成了！这下真的成了！」

……

与此同时，正在研究室闭关的徐辰，脑海中突然响起了一声清脆的提示音。

【获得物理学经验20点！材料学经验20点】

【当前物理学等级：LV.1（85/500）】

【当前材料学等级：LV.0（31/100）】

徐辰看着系统面板，一脸懵逼。

「啥玩意儿？」

「系统，这经验值哪来的啊？」

徐辰不得不感到困惑。按照他对系统的了解，经验值的获取通常只有三个途径：一是完成系统发布的特定任务；二是进行高强度的深度学习或思考；三是发表论文或产出实质性成果。

可问题是，他现在正在做实验设计，这种程度的思考，平时也就涨个1点2点，哪有这种突然暴涨20点的？

随后，系统回答。

【因为宿主协助张乐阳完成「高性能仿生层状防弹陶瓷」研发！】

【检测到该成果解决了军工领域的关键难题，具有重大应用价值，因此也将获得成果的部分奖励。】

徐辰愣了好几秒，才依稀回想起来。

「高性能防弹陶瓷？张乐阳那个？」

「啊？我协助啥了？我也没帮他看过数据。」

徐辰嘴角抽搐了一下，突然想到了什麽：

「我不就是……前几天吃烧饼的时候，随口吐槽了一句『皮和馅要分层』吗？」

「这也算『关键理论指导』？

「啊？我协助啥了？我也没帮张乐阳看过数据啊。」

不过，看着那增长的经验条，「管他呢，白捡的经验，不要白不要。」

……