第225章 再战物理学
中国数学会年会落下帷幕，徐辰从滨州回到北大，生活重新回归了平静的科研节奏。
在去滨州之前，徐辰已经盘算过后续的规划，物理学那篇二作的prl虽然不错，但要想拿到系统的完美评价，还得再刷一篇独立一作的一区顶刊才稳妥。
所以，接下去就是再战物理学。
其实自从上次帮张乐阳搞定了那个非互易输运的计算后，张乐阳这位博后师兄就经常发微信过来，內容从“徐神今天吃了吗”到“徐神这个超导转变温度的异常你怎么看”，字里行间都透著一股“求大腿带飞”的渴望。
但那时候徐辰正忙著生物论文和数学会年会的事情，实在分身乏术，只能一推再推。
“现在正好有空，去看看张乐阳他们组在搞什么课题。”
徐辰收起手机，背上书包，径直往物理学院走去。
……
物理学院，凝聚態物理实验室。
徐辰推门进去的时候，张乐阳正在做实验。
“徐神！你终於出关了！”
一看到徐辰，张乐阳的眼睛瞬间亮了起来，那亲切劲儿，仿佛见到了失散多年的亲人。自从上次徐辰用神一般的数学推导，硬生生把一篇原本只能发三四区的水文抬进了prl（物理评论快报），张乐阳对这位小学弟可谓是佩服得五体投地。
“张师兄，別来无恙啊。”徐辰笑著寒暄了两句，隨即直奔主题，“最近课题进展怎么样？我能帮上什么忙吗？”
“別提了，正撞墙呢。”
张乐阳把徐辰拉到实验台前，指著那台正在嗡嗡作响的ppms（物理性能测量系统），一脸苦大仇深。
“还是接著上次那个mn?sn（锰锡合金）的项目。上次多亏了你，我们解释了『非互易输运』现象，也就是证明了该材料破坏了空间反演对称性。”
“李老师说，既然晶体结构的对称性已经被破坏，那按照输运理论，除了纵向电阻出问题，横向的霍尔电阻理论上也应该有戏。”
“这是一个非常自然的逻辑推演：如果电流在纵向流动时受到了不对称的散射，那么在横向，它很可能也会產生额外的偏转电压。”
张乐阳顺手画了个示意图补充道：“这就好比水流在河道里流，如果河床是歪的，水流就会不由自主地往一侧岸边挤，导致两岸水位出现落差。在电子输运里，这种垂直於电流方向积累起来的电势差，就是霍尔电压。”
徐辰点了点头，这是非常严谨的物理直觉。
“所以你们测到了？”
“测是测到了，但问题就出在这儿。”
张乐阳调出一组数据，指著屏幕上那条陡峭的上升曲线，语气里满是无奈：
“我们原本的预期，是能测到一个微弱的信號。毕竟mn?sn是反铁磁体，宏观净磁矩几乎为零。按照经典理论，没有磁矩驱动，电子就算跑偏，也偏不到哪去。”
“结果呢？你看这数据！”
张乐阳指著那个数值，声音都拔高了八度：
“零磁场下，反常霍尔电导率高达 20Ω?1cm?1！这信號强度，简直跟铁磁性金属铁、鈷这类有得一拼！”
“这太离谱了！就好比你告诉我，一只蚂蚁把大象撞飞了！这在物理上根本解释不通！”
徐辰看著那个惊人的数值，若有所思：“所以，你们现在的结论是？”
“还能是什么？奥卡姆剃刀原则唄——最简单的解释往往是正確的。”
张乐阳摊了摊手，一脸生无可恋：
“大家都觉得，肯定是样品做脏了。怀疑我们在烧炉子的时候，不小心混进了肉眼不可见的微量铁粉或者鈷粉。毕竟只要混进去一点点强磁性杂质，就能產生这种『假』的巨型信號。”
“我现在正准备把样品送去做质谱分析，看看是不是真的混进了杂质。要是真混进去了，那我这半个月的炉子算是白烧了，还得挨顿骂。”
“万一呢？”
徐辰突然开口，打断了张乐阳的抱怨。
“万一不是杂质呢？万一这个巨大的信號，真的是材料本身发出来的呢？”
张乐阳愣了一下，隨即苦笑道：“徐神，你还真乐观。这种『万一』，就像是当年贝克勒尔发现放射性一样。”
“当年贝克勒尔把铀盐放在抽屉里，一开始大家都以为那是萤光物质吸收了太阳光。谁能想到那是原子核內部的衰变呢？那是改变物理学史的运气。”
“但那是贝克勒尔啊！我们可不敢赌这种运气。”
他看到徐辰还在期待著自己说下去，深吸了一口气，继续说道：
“如果真的运气够好，这不是杂质，然后我们又能证明反铁磁体在没有净磁矩的情况下，依然能產生如此巨大的內稟霍尔效应……”
“那这就不是发一篇prl那么简单了。”
“虽然现在不知道是什么原因，但是估计一篇《nature》或者《science》的子刊是逃不掉的了。”
说到这里，张乐阳眼中的光芒又迅速黯淡下来，摇了摇头：
“只可惜，这种概率太小了。连李院士都觉得大概率是杂质。毕竟，推翻教科书这种事，哪有那么容易。”
徐辰听完，微微点头。
“这些原始数据要不你先看看，帮我把把关。”
徐辰笑著接过数据：“行，我先摸摸底。”
……
徐辰找了个空位坐下，打开数据文件。
確实如张乐阳所说，信號强得离谱，而且非常乾净。
徐辰盯著那条漂亮的迟滯回线，眉头微皱。
直觉告诉他，这不像是杂质引起的。杂质的信號通常是杂乱的、不稳定的，而这个信號……太完美了，仿佛是材料某种內稟属性的体现。
“如果m为零，那这一项是从哪来的？”
徐辰在草稿纸上写下了霍尔电导的公式，陷入了沉思。
但他毕竟不是神，面对这种顛覆经典理论的现象，一时半会儿也没什么头绪。
……
另一边，张乐阳在等待化学分析结果的空档，又切回了另一个界面。
这是一个跟军工单位合作的横向小课题——“高性能防弹陶瓷的研发”。
他之所以没跟徐辰提这个，是因为这属於典型的“工程应用难题”，对数学要求不高，更多的是靠穷举各种配方试错。
屏幕上是一张陶瓷断面的sem（扫描电镜）微观结构图。照片里，裂纹像闪电一样贯穿了整个视野，断口平整光滑，看起来触目惊心。
“又是脆性断裂……”
张乐阳苦著脸，抓了抓头髮。
“这根本就是个悖论嘛！军方要求既要硬度高能挡子弹，又要韧性好不能一打就碎。但这在材料学里就是『强度-韧性倒置关係』。硬度上去了，韧性肯定下来。我们试了几十种配方，加了各种增韧剂，结果还是这德行，一上靶场就碎成渣。”
这时候，徐辰点的外卖到了。
他起身去门口拿了外卖，回来时顺便路过张乐阳身后，扫了一眼屏幕。
“这是什么？”徐辰看到似乎和目前课题没什么关係，问了一句。
“防弹陶瓷材料，这是另一个小课题。”
“看起来似乎断裂了？”徐辰一眼就认出了那种典型的解理断裂特徵。
“是啊，硬度高但太脆，老毛病了。”张乐阳无奈地说，“本来以为是个练手的小项目，结果卡在这儿了。不过这玩意主要是工程问题，我自己再研究研究。”
徐辰点了点头。这种纯工艺的问题，確实没什么数学发挥的空间。
“行吧，你先忙你的，我先吃点东西，脑子有点缺氧。”
在去滨州之前，徐辰已经盘算过后续的规划，物理学那篇二作的prl虽然不错，但要想拿到系统的完美评价，还得再刷一篇独立一作的一区顶刊才稳妥。
所以，接下去就是再战物理学。
其实自从上次帮张乐阳搞定了那个非互易输运的计算后，张乐阳这位博后师兄就经常发微信过来，內容从“徐神今天吃了吗”到“徐神这个超导转变温度的异常你怎么看”，字里行间都透著一股“求大腿带飞”的渴望。
但那时候徐辰正忙著生物论文和数学会年会的事情，实在分身乏术，只能一推再推。
“现在正好有空，去看看张乐阳他们组在搞什么课题。”
徐辰收起手机，背上书包，径直往物理学院走去。
……
物理学院，凝聚態物理实验室。
徐辰推门进去的时候，张乐阳正在做实验。
“徐神！你终於出关了！”
一看到徐辰，张乐阳的眼睛瞬间亮了起来，那亲切劲儿，仿佛见到了失散多年的亲人。自从上次徐辰用神一般的数学推导，硬生生把一篇原本只能发三四区的水文抬进了prl（物理评论快报），张乐阳对这位小学弟可谓是佩服得五体投地。
“张师兄，別来无恙啊。”徐辰笑著寒暄了两句，隨即直奔主题，“最近课题进展怎么样？我能帮上什么忙吗？”
“別提了，正撞墙呢。”
张乐阳把徐辰拉到实验台前，指著那台正在嗡嗡作响的ppms（物理性能测量系统），一脸苦大仇深。
“还是接著上次那个mn?sn（锰锡合金）的项目。上次多亏了你，我们解释了『非互易输运』现象，也就是证明了该材料破坏了空间反演对称性。”
“李老师说，既然晶体结构的对称性已经被破坏，那按照输运理论，除了纵向电阻出问题，横向的霍尔电阻理论上也应该有戏。”
“这是一个非常自然的逻辑推演：如果电流在纵向流动时受到了不对称的散射，那么在横向，它很可能也会產生额外的偏转电压。”
张乐阳顺手画了个示意图补充道：“这就好比水流在河道里流，如果河床是歪的，水流就会不由自主地往一侧岸边挤，导致两岸水位出现落差。在电子输运里，这种垂直於电流方向积累起来的电势差，就是霍尔电压。”
徐辰点了点头，这是非常严谨的物理直觉。
“所以你们测到了？”
“测是测到了，但问题就出在这儿。”
张乐阳调出一组数据，指著屏幕上那条陡峭的上升曲线，语气里满是无奈：
“我们原本的预期，是能测到一个微弱的信號。毕竟mn?sn是反铁磁体，宏观净磁矩几乎为零。按照经典理论，没有磁矩驱动，电子就算跑偏，也偏不到哪去。”
“结果呢？你看这数据！”
张乐阳指著那个数值，声音都拔高了八度：
“零磁场下，反常霍尔电导率高达 20Ω?1cm?1！这信號强度，简直跟铁磁性金属铁、鈷这类有得一拼！”
“这太离谱了！就好比你告诉我，一只蚂蚁把大象撞飞了！这在物理上根本解释不通！”
徐辰看著那个惊人的数值，若有所思：“所以，你们现在的结论是？”
“还能是什么？奥卡姆剃刀原则唄——最简单的解释往往是正確的。”
张乐阳摊了摊手，一脸生无可恋：
“大家都觉得，肯定是样品做脏了。怀疑我们在烧炉子的时候，不小心混进了肉眼不可见的微量铁粉或者鈷粉。毕竟只要混进去一点点强磁性杂质，就能產生这种『假』的巨型信號。”
“我现在正准备把样品送去做质谱分析，看看是不是真的混进了杂质。要是真混进去了，那我这半个月的炉子算是白烧了，还得挨顿骂。”
“万一呢？”
徐辰突然开口，打断了张乐阳的抱怨。
“万一不是杂质呢？万一这个巨大的信號，真的是材料本身发出来的呢？”
张乐阳愣了一下，隨即苦笑道：“徐神，你还真乐观。这种『万一』，就像是当年贝克勒尔发现放射性一样。”
“当年贝克勒尔把铀盐放在抽屉里，一开始大家都以为那是萤光物质吸收了太阳光。谁能想到那是原子核內部的衰变呢？那是改变物理学史的运气。”
“但那是贝克勒尔啊！我们可不敢赌这种运气。”
他看到徐辰还在期待著自己说下去，深吸了一口气，继续说道：
“如果真的运气够好，这不是杂质，然后我们又能证明反铁磁体在没有净磁矩的情况下，依然能產生如此巨大的內稟霍尔效应……”
“那这就不是发一篇prl那么简单了。”
“虽然现在不知道是什么原因，但是估计一篇《nature》或者《science》的子刊是逃不掉的了。”
说到这里，张乐阳眼中的光芒又迅速黯淡下来，摇了摇头：
“只可惜，这种概率太小了。连李院士都觉得大概率是杂质。毕竟，推翻教科书这种事，哪有那么容易。”
徐辰听完，微微点头。
“这些原始数据要不你先看看，帮我把把关。”
徐辰笑著接过数据：“行，我先摸摸底。”
……
徐辰找了个空位坐下，打开数据文件。
確实如张乐阳所说，信號强得离谱，而且非常乾净。
徐辰盯著那条漂亮的迟滯回线，眉头微皱。
直觉告诉他，这不像是杂质引起的。杂质的信號通常是杂乱的、不稳定的，而这个信號……太完美了，仿佛是材料某种內稟属性的体现。
“如果m为零，那这一项是从哪来的？”
徐辰在草稿纸上写下了霍尔电导的公式，陷入了沉思。
但他毕竟不是神，面对这种顛覆经典理论的现象，一时半会儿也没什么头绪。
……
另一边，张乐阳在等待化学分析结果的空档，又切回了另一个界面。
这是一个跟军工单位合作的横向小课题——“高性能防弹陶瓷的研发”。
他之所以没跟徐辰提这个，是因为这属於典型的“工程应用难题”，对数学要求不高，更多的是靠穷举各种配方试错。
屏幕上是一张陶瓷断面的sem（扫描电镜）微观结构图。照片里，裂纹像闪电一样贯穿了整个视野，断口平整光滑，看起来触目惊心。
“又是脆性断裂……”
张乐阳苦著脸，抓了抓头髮。
“这根本就是个悖论嘛！军方要求既要硬度高能挡子弹，又要韧性好不能一打就碎。但这在材料学里就是『强度-韧性倒置关係』。硬度上去了，韧性肯定下来。我们试了几十种配方，加了各种增韧剂，结果还是这德行，一上靶场就碎成渣。”
这时候，徐辰点的外卖到了。
他起身去门口拿了外卖，回来时顺便路过张乐阳身后，扫了一眼屏幕。
“这是什么？”徐辰看到似乎和目前课题没什么关係，问了一句。
“防弹陶瓷材料，这是另一个小课题。”
“看起来似乎断裂了？”徐辰一眼就认出了那种典型的解理断裂特徵。
“是啊，硬度高但太脆，老毛病了。”张乐阳无奈地说，“本来以为是个练手的小项目，结果卡在这儿了。不过这玩意主要是工程问题，我自己再研究研究。”
徐辰点了点头。这种纯工艺的问题，確实没什么数学发挥的空间。
“行吧，你先忙你的，我先吃点东西，脑子有点缺氧。”