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第四百一十四章 万里长征第一步

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  ……

  接下来的两周时间。

  在陈林那天明确了研发的大方向,并且重新鼓舞了士气之后,科学岛那边的8位青年研究员简直像是被打通了任督二脉,一个个爆发出了一种前所未有的科研狂热。

  随着经费的疯狂燃烧,每天都有海量的极端物理实验在科学岛的顶级实验室里进行着。

  而伴随着实验的推进,越来越多、越来越详实、越来越触及微观本质的实验数据和物理分析报告,如同雪花一般飞进了陈林的邮箱。

  这些极其珍贵的数据,就像是一块块最关键的拼图,不断地完善、修正、重构着那个关于高温超导底层机理的模型!

  9月7日,周一,上午10点。

  演海公司,陈林的工位上。

  加密视频会议的画面中,8位研究员正襟危坐,每个人的眼神中都透着一种即将见证历史的狂热与紧张。

  屏幕共享的电子白板上,陈林手中的触控笔正在飞速地游走着,伴随着他那沉稳而极具穿透力的声音:

  “……根据你们昨天传回来的最新数据,Bi2212(铋锶钙铜氧)单晶样品在解离以后,暴露出的BiO面的结构,在扫描隧道显微镜(STM)下,可以极其清晰地看见,沿着一个特定的方向,出现了一个非公度的调制结构!”

  “正是因为这种结构的出现,结合强关联体系的多体效应,导致在高温超导体中,能带论计算里原本应该连续封闭的费米面,并没有出现!”

  陈林的笔尖在白板上重重地画出了四段弧线,眼神锐利如刀:

  “由于强关联效应的撕裂,费米面变成了四段费米弧!而且,在费米弧的端点处,存在着极高的态密度!”

  视频那头,平头博士后激动得浑身发抖,忍不住插话道:“对!这和我们用角分辨光电子能谱观测到的现象完全一致!”

  陈林没有停顿,大脑在飞速运转,数学的逻辑链条在这一刻无比清晰:

  “所以,在这8个端点之间,存在着7个极其关键的散射波矢!我们分别用q1到q7来进行描述。”

  “在测量完准粒子相干散射形成的图案以后,利用傅里叶变换,我们就可以在动量空间中,极其精准地得到这7个波矢的散射亮斑!”

  “但是,这还不够。”

  陈林深吸了一口气,抛出了最核心的判断工具:“要确认超导能隙的对称性,我们必须利用相位敏感的准粒子相干散射技术(PR-QPI)来进行甄别!只有这样,才能在 q-空间里,完整地勾勒出费米面的全部信息!”

  随着陈林一边口中念念有词,一边在白板上写下一行行犹如天书般的推导公式,视频会议里的研究员们,心情已经激动到了无以复加的地步!

  他们可以极其明显地感觉到,自己这群人,距离创造整个物理学界的历史,已经越来越近了!

  而更让他们感到热血沸腾的是,这里面有着他们每个人熬夜肝出来的一份不可磨灭的贡献!

  当然,所有人都心知肚明,这一切,最根本、最核心的驱动力,都要归功于眼前这位年轻老板那逆天到不讲道理的数学能力!

  和纯粹的数学论证不同。

  针对材料学和应用物理的探索,很多时候并不需要那种长篇大论、动辄几百页的纯数学计算。

  在物理学的世界里,数学在这个过程中,只是起到一个极其关键的、一锤定音的奠基作用。

  更多的,是如何通过一套在数学上绝对严密、无懈可击的理论,去完美地解释实验中观测到的那些反常现象!

  这就和理论物理非常相似。

  就像当年爱因斯坦最初提出相对论一样,他先是凭借着神一般的物理直觉给出了广义相对论最初的框架形式,然后再一点点去完善。

  而在完善相对论的过程中,无论是引力场方程的推导、马赫原理的融合,还是时空曲率的计算,全都需要利用最高深的数学工具,来一步一步地进行逻辑上的绝对确认!

  这大抵就是所有的自然科学,在研究到最深处、最本质的时候,都必然要归根于数学的共性吧。

  如果一项物理理论,无法在数学上做到逻辑自洽,无法在数学的边界条件内得到严密的验证,那么这项理论无论听起来多么完美、多么自圆其说,恐怕也只能是空中楼阁,昙花一现。

  而现在,陈林正在用他那碾压时代的数学能力,为高温超导的底层机理浇筑最坚实的数学地基!

  “唰唰唰……”

  白板上,陈林的笔锋越来越凌厉。

  “根据PR-QPI技术的推导,我们可以得出相位参考的QPI强度公式:”

  rr(q,−e)=∣r(q,−e)∣cos⁡[j(q,e)−j(q,−e)]

  “根据你们实验数据计算出来的相位参考物理量,每一个虚线小圈标示的,正是这7个散射斑的位置和强度积分区域!”

  陈林的语速越来越快,眼神中的光芒亮得刺眼:

  “由此可知!在 d-波能隙的情况下,波矢q1、q4、q5对应的,是能隙同号散射!”

  “而通过对rr(q,−e)

  强度的积分计算,q2、q3、q6、q7这四个波矢,对应的则是能隙反号散射!”

  “在这个模型中,如果我们只考虑铜格点所形成的正方晶格,设i,j为铜格点的指标,在理论上,通常将ci,σ看作是一般意义上的电子湮灭算符……”

  黑色的电子签字笔,在洁白的屏幕面板上落下一个个犹如千钧之重的字迹。

  随着对铜碳银超导材料能隙数据与相位物理量的海量统合计……

  陈林猛地停下了手中的笔,长长地呼出了一口胸中积攒已久的浊气。

  他抬起头,目光灼灼地望向屏幕中央,那刚刚写下的、整场推演的最后一行决定性算式:cS=c†σc

  “原来如此……”

  陈林看着这行公式,嘴角终于勾起了一抹极其畅快、如释重负的笑容。

  “超导体中的能隙,是绝对的 d-波对称的!”

  “至少,在我们重点研究的铜碳银复合超导材料中,它是完美的 d-波对称!”

  陈林的声音通过麦克风,清晰而震撼地传到了每一个研究员的耳中:

  “利用单带 Hubbard模型和 Gutzwiller投影算符,我们已经可以极其精确地求得它的能隙!虽然这一方法可能并不适用于所有的材料体系,但在强关联、强耦合情况下的低能有效理论中,它们的底层逻辑是基本相同的!”

  “如果利用 t-J模型等类似的理论,结合重整化平均场方法来处理高温超导材料。那么,我们就可以先使用 Gutzwiller近似重整化因子,第二步,则是用标准的平均场方法进行进一步的数学处理!”

  陈林猛地握紧了拳头,眼中闪烁光芒:

  “这样一来,我们就可以通过实验数据,一步一步地、极其精确地将高温超导材料的超导能隙,彻底推算出来!”

  “而且,这种方法,不仅适用于铜氧化物,它绝对有希望成为确定其他非常规超导体中,能隙函数符号反转的、最强有力的数学手段!”

  “轰!”

  就在陈林话音落下的瞬间。

  视频会议里,科学岛那边的8位研究员,已经彻底抑制不住内心的狂喜和激动了!

  “卧槽!!成功了!!”

  “d-波对称!真的是d-波对称!!我们把高温超导的底层机理给算出来了!!”

  有两三个年轻的研究员甚至直接从椅子上蹦了起来,激动得眼眶通红,对着屏幕疯狂地欢呼出声!

  这特么可是困扰了全人类物理学界几十年的终极难题啊!

  今天,竟然在他们这个连正式名字都还没对外公布的绝密项目组里,被硬生生地用数学模型给彻底解决了!

  看着屏幕里这帮快要高兴疯了的科研精英,陈林虽然心里同样暗爽,但他还是保持着基本清醒。

  “好了好了,大家先冷静一下,不要激动得太早。”

  陈林用沉稳的声音压下了会议室里的欢呼声。

  “这只是万里长征的第一步。我们只是在数学层面上,把这套理论的闭环给打通了。”

  陈林的目光中透着一种严谨的科学家本色:“科学,是需要被反复验证的。接下来的第一件事,也是最重要的一件事”

  “我需要你们立刻去寻找更多、更广泛的高温超导材料数据,用其他体系的实验结果,来对我们今天推导出的这套理论模型,进行交叉验证!”

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