国家集训队的生活,对其他人来说或许是松散清闲的,但对林允宁而言,每一分每一秒都像上了发条。
    白天,他在阶梯教室里翻看着大学高年级,甚至研究生才会学到的教材。
    《量子场论》、《非平衡态统计物理》、《泛函分析》.......
    而到了晚上,在宿舍其他人争论竞赛难题的时候,他又像个测不准的基本粒子,时而出现在图书馆,时而出现在唐仲英楼实验室。
    除了界面声子谱热整流效应的“雅努斯计划”之外。
    陈正平的石墨烯项目,高翔的高熵合金项目以及Aether的维护和更新,每一个都要他跟进。
    即使有模拟器,多线作战也让他觉得时间不太够用。
    两天后,晚上八点,B207实验室。
    孙婧早已等在那里。
    实验台上,多了一堆林允宁提前列好清单的光学元件:
    分束镜、四象限探测器、高精度压电陶瓷位移台,还有一卷黑色的3M电工胶带????每一个光学实验室里用来遮挡杂散光的“终极神器”。
    “小学弟,东西都给你备齐了。”
    孙婧抱着手臂,靠在实验台上,指了指那堆崭新的零件,“思路想好了?今天要是再解决不了,师姐这顿早饭可就赖上你了。”
    林允宁笑了笑,将背包放下,直接走到了那台复杂的低温拉曼系统前。
    “咱们先解决光路漂移的问题。上次那个乞丐版反馈系统太野蛮了,每次都在样品上烧个洞,长期用肯定不行。”
    他指着光路中的一块分束镜,对孙婧说,“师姐,我们可以在这里加一个半透半反镜,分一小束反射光出来,打到一个四象限探测器上。”
    “四象限探测器?”
    孙婧愣了一下,随即眼睛一亮。
    "xt."
    林允宁的语速很快,显然早已在脑中演练了无数遍,“用它来实时监测反射光斑的位置。一旦光斑因为热漂移发生了偏移,探测器就会产生一个误差电压信号。我们把这个信号放大,反馈给样品台下的压电陶瓷促动器,让它
    进行反向的位移补偿。”
    孙婧那双好看的丹凤眼亮了起来:
    “这......这不就是个主动反馈闭环控制系统么!”
    她瞬间明白了,“思路是好,但光是软件接口和PID参数整定就够麻烦的。你有把握?”
    “试试看。”
    林允宁的回答依旧简单。
    接下来的一个小时,两人再次投入到紧张的改造工作中。
    林允宁显然早有准备,他在LabVIEW里,很快就搭建起了一套PID反馈控制程序。
    当他将程序的输出端口与压电位移台的驱动器连接,按下“运行”键时,整个系统立刻自检成功,顺利启动。
    他再次打开加热激光。
    之前那个不断漂移的信号峰,在初始经历几次微小的晃动之后,很快稳定了下来。
    “真有你的,这次咱们一劳永逸,不用每次都在样品上烧洞了。”
    孙婧开心地拍了拍林允宁的肩膀,“那标定温度的问题呢?你想通了么?”
    “想好了。”
    林允宁的回答干脆利落。
    在模拟器上,他已经进行了反复探索。
    他没有再去看那个几乎淹没在噪声里的反斯托克斯峰,而是将光谱的显示范围,聚焦在了那个代表着硅声子模式的、位于~520cm?的尖锐主峰上。
    “就用它。”
    他指着屏幕。
    “用它?用它干嘛?”
    孙婧一脸困惑,“这是声子峰,不是温度计啊。”
    “它可以当温度计。’
    林允宁的语气异常笃定,“师姐,你忘了咱们之前讨论过的那个问题了?降温的时候,拉曼峰位会发生什么?”
    孙婧一愣,随即恍然大悟:
    “蓝移!因为晶格收缩!”
    “对,”
    林允宁点了点头,“既然峰位会随着温度变化而移动,那我们反过来,不就可以通过精确测量峰位的移动,来反推出局域温度的变化吗?”
    他转向孙婧,思路清晰无比,“斯托克斯/反斯托克斯强度比,在低温下信噪比太差,基本等于瞎猜。但拉曼峰位的温漂,虽然效应微弱,但他足够稳定。对我们这台高分辨率的光谱仪来说,测量零点零几个波数的移动,轻而
    易举。”
    “用峰位移测温?你脑洞也太大了!”
    孙婧一愣,随即摇头,“文献里从来没人这么干过!信号峰确实会移动,但是跟温度的关系谁也不知道,你怎么从位移推断温度变化?这不就是瞎猜吗?”
    “师姐说的对,所以我们得先标定。”
    林允宁笑了笑,思路清晰无比,“我们先不进行局部加热。我们改变整个样品腔的全局温度,从4K到100K,每隔5K测一个点,精确地标定出峰位和温度的对应关系。
    “有了这条‘校准曲线,我们再回过头来做局部加热实验。
    “到那时,只要测量出峰位的移动了多少,就能反推出局域的精确温差。
    这是一个设计精巧的双光路系统,两组光路各司其职,互不干扰。
    接下来的几个小时,两人严格按照林允宁设计的方案,先校准温度,再进行测量。
    清晨六点半,仪器时间快要结束的时候。
    电脑屏幕上,所有的数据点都被绘制完成,一条清晰的曲线终于浮现出来。
    横坐标,是由“双光路激光温度计”精确标定的温度梯度AT。
    纵坐标,是计算出的热整流系数。
    “呼,终于做完了!”
    孙婧靠在椅子上,长长伸了个懒腰,紧身羊毛衫勾勒出的好身材,一览无余。
    林允宁的目光,却始终停留在屏幕上,双眉紧锁,一言不发。
    “怎么啦?”
    孙婧见他面色不对,凑过来问道。
    林允宁指了指屏幕上的曲线,眼神里满是困惑。
    只见图上的曲线,并没有像他们预想的那样,呈现出完美的线性关系。
    在温差较小的时候,热整流效应确实随AT线性增强,与物理常识完全一致。
    但当温差超过某个阈值后,曲线却突然“拐弯”了??
    它不再上升,而是进入了一个“平台期”,甚至在温差进一步增大时,略有下降!
    “这......这是什么情况?”
    孙婧也发现了不对劲,她凑上前,反复检查着原始数据,“数据没问题啊,怎么会饱和?理论上不应该啊。”
    这个反常的结果,像一盆冷水,浇灭了两人刚刚燃起的兴奋。
    林允宁没有说话,只是将那张非线性的曲线保存了下来。
    线性响应理论在这里似乎失效了。
    是加热后的某种特殊的激发模式?还是仪器在加热一段时间出现了系统误差?
    或者,他们观测到的根本就不是热整流效应,而是某种未知的物理现象?
    这个项目,似乎每走一步,都有新的难题横着面前。
    推倒一面墙,又撞上另一面墙。
    等林允宁整理好所有数据,写好实验记录,再回到宿舍时,已经是中午了。
    他推开门,发现许嘉诚和周衍都不在。
    只有杜德彪躺在床上,哎呦哎呦地直哼哼。
    “彪子,怎么了?”
    林允宁见他大脸盘子上全是汗,疑惑地问道、
    “嘶............大神,你......你回来了。”
    杜德彪掀开被子,露出被纱布缠得严严实实的右脚脚踝,“上午打......打篮球,崴......崴脚了,贼疼。”
    林允宁皱了皱眉:
    “去医院看了么?”
    “去……………去了。大夫说至少得养两个月,这段时间都......都得拄拐了。”
    杜德彪疼得直抽冷气,却还是咧嘴笑了笑。
    林允宁点点头:
    “吃饭了么?我去给你买饭。”
    杜德彪摆了摆手:
    “许嘉诚和周衍去吃饭了,帮我带回来。对了大.......大神,你做作业了么?…………杨教授留的题,关于声......声子群速度和相速度的,我......我卡住了。”
    林允宁点了点头,拿过他床头的讲义。
    杨教授留下的,是一道关于晶格动力学的难题。
    他看了看杜德彪呲牙咧嘴的样子,暂时放下了自己的烦恼,拿起笔,开始耐心地为他讲解起来。
    “你看,在长波极限下,声子就像普通的声波,群速度和相速度几乎相等。但是,随着波矢k增大,接近布里渊区边界时,晶格的离散效应就体现出来了。”
    他一边讲,一边在草稿纸上画着声子色散曲线,“你看这条声学支,它的斜率,也就是群速度,在边界处是零。这意味着,能量......也就是热量,在那个点是无法传播的。为什么?因为发生了布拉格反射,形成了驻波。”
    “哦......哦!”
    杜德彪点着头,“所以这一切的根源,都在于原子间的相互作用,不是简谐的,而是非谐的?”
    "xt......"
    林允宁的笔尖在“非谐散射”四个字上重重一点,“正是这种非谐性,导致了声子与声子之间的碰撞、散射,也导致了声子色散曲线的非线性......”
    讲到这里,他的声音,忽然停住了。
    笔尖也悬在了纸上。
    “非谐散射......非线性……………”
    林允宁不断嘀咕着这两个词。
    他看着草稿纸上那条弯曲的声子色散曲线,一瞬间,实验室里那条同样发生了“拐弯”的实验数据曲线,与眼前这条理论曲线,在他脑海中重叠在了一起!
    他感觉自己似乎悟到了什么,却又一时抓不住。
    “大......大神?”
    杜德彪看着突然石化的林允宁,有点莫名其妙。
    可下一秒,只听林允宁喃喃自语道:
    “我明白了......是散射!是强非谐散射导致了声子平均自由程的饱和......我之前的模型里,只考虑了弹性散射,却忽略了高阶非谐项!
    “那个非线性曲线不是实验的错误,它是热整流效应在强驱动下的必然结果!”
    他猛地站起身,直接拨通了孙婧的电话。
    “孙师姐,我知道怎么回事了。我们需要设计一个实验来证明它!”