学霸的模拟器系统 第256节

　　“没，我在想这肉烤得真不错。”

　　林允宁赶紧往嘴里塞了一大口饭，把这个念头暂时压了下去，记在了心底。

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　　两人吃完饭走出超市，芝加哥的夜空有些阴沉，风里带着雨前的湿气。

　　林允宁提着两大袋购物袋，沈知夏手里拿着两杯刚买的奶茶。

　　“嗡——嗡——嗡——”

　　林允宁口袋里的黑莓手机突然发出一阵急促且连续的震动。

　　这不是短信，而是他设置的最高级别学术预警——

　　专门追踪arXiv特定关键词的RSS订阅推送。

　　林允宁停下脚步，把购物袋放在地上，掏出手机。

　　不是《Science》编辑部的报喜邮件。

　　是一条刚刚上传到预印本网站的新论文推送。

　　标题红得刺眼：

　　《石墨烯中反常霍尔电导的非量子化起源：对拓扑解释的挑战》

　　(Origin of Non-quantized Anomalous Hall Conductance in Graphene: A Challenge to Topological Interpretation)

　　作者栏里的名字让林允宁瞳孔微微收缩：

　　M. Zahid Hasan， Princeton University.

　　普林斯顿大学，Hasan课题组。

　　拓扑物理领域的绝对重镇，也是他们在这个领域最大的竞争对手。

　　林允宁点开摘要，快速扫过。

　　“……我们复现了类似的实验装置，但在更纯净的样品中并未观测到量子化平台。数据表明，所谓的反常霍尔效应极可能是由于样品污染引入的微磁性杂质导致的平庸铁磁性。陈数为零。”

　　这是宣战。

　　这是否定了林允宁和陈正平工作的根基，直接把他们的发现归结为“脏样品导致的乌龙”。

　　就在这时，手机再次震动。

　　另一封邮件弹了出来。

　　发件人：Science Press Package。

　　【恭喜！您的论文《零磁场下石墨烯中的量子反常霍尔效应》已在线发表（Online First）。】

　　同一天。同一时刻。

　　一边是顶刊的加冕，一边是顶尖同行的宣战。

　　林允宁站在路灯下，看着手机屏幕上那一上一下两条截然相反的信息。

　　风吹过，卷起地上的落叶。

　　“怎么了？”

　　沈知夏察觉到了不对劲，走过来轻声问道。

　　“没事。”

　　林允宁关掉手机，重新提起购物袋。

　　他的眼神在夜色中变得冷冽而锋利，像是要去赴一场刀光剑影的宴会。

　　“只是有人想给我们上课。”

　　他看向远方的夜空，嘴角勾起一抹没有温度的笑。

　　“但他们不知道，这堂课的学费，可能会很贵。”

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第201章 几何陷阱与教父的来信（求订阅求月票）

　　芝加哥的深夜，宿舍里的网络信号有些波动。

　　视频画面里的陈正平，卡成了一张焦虑的静态图。

　　等到画面恢复流畅时，这位刚刚盘上科研巅峰的师兄正抓着自己日益稀疏的头发，背景是金陵大学物理楼那间堆满仪器的办公室。

　　“师弟，这次麻烦大了。”

　　陈正平的声音透着一股深深的疲惫，“Hasan课题组把预印本挂出来不到24小时，学术圈的舆论风向就变了。他们的数据太‘干净’了——在超高真空环境下制备的样品，没有任何杂质，结果测出来的霍尔电导是零。

　　“现在有人在博客上说，我们之前测到的量子化平台，可能是某种磁性杂质导致的平庸信号。甚至有人暗示我们是为了发顶刊而‘筛选’了数据。”

　　这对于实验物理学家来说，是指控，更是侮辱。

　　林允宁坐在书桌前，手里拿着那份刚打印出来的Hasan论文，表情却并没有陈正平那么严峻。

　　他甚至还有闲心喝了一口冰水。

　　“师兄，别慌。他们的数据确实干净，但可能太‘干净’了。”

　　林允宁拿起一支红笔，在论文的一张插图上重重画了个圈。

　　“你看他们的实验装置图。为了追求极致的纯净，他们不仅没加外磁场，还用了最标准的霍尔棒（Hall Bar）几何结构——就是那种长条形的、两头通电、侧面测电压的经典结构。”

　　“这有什么问题吗？这也是教科书标准啊。”陈正平不解。

　　“在强磁场下没问题，因为强磁场会把所有的电子自旋强行按到一个方向。但在零磁场下，这就成了致命的陷阱。”

　　林允宁把那张纸举到摄像头前，“陈绝缘体是铁磁性的。在没有外磁场‘镇压’的时候，材料内部会自发形成无数个微小的磁畴（Magnetic Domains）。这些磁畴的磁化方向是随机的，有的朝上，有的朝下。”

　　他在纸上画了一个长条，然后在里面画了许多杂乱无章的箭头。

　　“Hasan用的霍尔棒是长条形的，电子要想从这一头跑到那一头，必须跨越无数个‘畴壁’（Domain Walls）。

　　“每一个畴壁，对于受拓扑保护的边缘态电子来说，都是一道悬崖。电子在这些边界处发生散射、倒流，宏观上表现出来的就是信号消失，电阻不为零，霍尔电导也不量子化。”

　　陈正平愣住了，嘴巴微张：“你是说……他们是因为样品‘太大’、结构‘太直’，反而把自己坑了？”

　　“没错。他们被自己的洁癖骗了。”

　　林允宁放下笔，语气笃定，“而我们用的是科布里诺盘（Corbino Disk）结构的变体——这种环形结构对边缘态的环流更敏感。而且，师兄你记得吗？我们在测量前，为了校准仪器，加过一次很小的磁场。

　　“那个微弱的剩磁，虽然不足以产生霍尔效应，但足够把那些乱七八糟的磁畴给‘梳理’顺了。这叫磁锻炼（Magnetic Training）。

　　“所以，信号消失不是因为没有拓扑态，是因为被几何结构和混乱的磁畴掩盖了。”

　　视频那头，陈正平猛地拍了一下大腿，震得摄像头都在抖。

　　“对啊！原来是这样！我说怎么有时候信号好有时候信号坏呢！”

　　“这只是猜测，咱们先别急着下结论。”

　　林允宁打开了电脑上的Aether模拟器，“口说无凭。我这几天会跑一组模拟数据。我会把Hasan的实验条件——霍尔棒结构加上随机磁畴分布——输进去。

　　“如果在模拟中，我也能重现出他们那个‘完美的零信号’，那就证明错的不是我们的样品，而是他们的实验设计。”

　　他看着屏幕上开始滚动的代码，嘴角勾起一抹冷笑：

　　“既然他们想打擂台，那我们就不用发邮件解释了。直接写一篇《Technical Comment》（技术评论），把模拟数据和理论分析贴在他们脸上，发给《Science》编辑部。”

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　　解决了物理学那边的危机，林允宁回到办公室的时候，已经是第二天中午。

　　布兰登正坐在办公桌前，手里拿着那个还没捂热乎的第一代iPhone，眉头皱得能夹死一只苍蝇。

　　“宁，你那个热二极管到底什么时候能搞定？”

　　这位大少爷把手机往桌上一扔，甩了甩手，“这才玩了二十分钟游戏，背面就已经烫得能煎牛排了。如果那个散热贴要等到68度才启动，我的手早就熟了。能不能让它在40度就开始干活？”

　　林允宁走过去，拿起那台依然温热的手机。

　　确实，68°C对于电子元件来说是安全温度，但对于人类的手掌来说，那是痛觉阈值。

　　如果是被动散热，相变点必须降低。

　　他坐回电脑前，调出了Aether_Foundry的材料数据库。

　　屏幕上显示着二氧化钒（VO2）的晶体结构——一个标准的单斜晶系，看起来像是一个被压歪了的立方体。

　　“要把相变温度降下来，就得破坏它的稳定性，让它更容易‘坍塌’成金属态。”

　　林允宁一边自言自语，一边在模拟器里尝试掺杂不同的元素。

　　他在晶格里塞进了一个巨大的钨（Tungsten）原子。

　　钨原子的半径比钒原子大得多。它一挤进去，原本整齐排列的晶格就像是塞进了个胖子，瞬间变得扭曲、紧绷。

　　这种内部的应力，大大降低了相变所需的能量势垒。

　　【模拟结果：掺杂1.5%钨原子。相变温度预测：42°C。】

　　“找到了。”

　　林允宁指着屏幕，“掺点钨进去。每掺杂1%，相变温度就能降低20度左右。控制好比例，就能把开关设定在40度。”