陈正平眼中闪着兴奋的光芒,但那光芒如风中残烛,瞬间又黯淡下去。
他整个人颓然地靠回椅背,像被抽走了所有力气:“逻辑闭环是没有问题,但这也只是停留在纸面上,”
他抓起另一张干净的餐巾纸,在上面画了一个布满网格的方框,又烦躁地画上一个大大的叉,又抛出了最现实的难题,“数值计算这块儿,我还是卡在网格上。”
他用手指在油腻的桌面上比划了一下,“Berry曲率那个热点,在k空间里窄得跟针尖似的,常规的均匀网格就像一张孔眼太大的渔网,怎么撒网都漏鱼。”
“全局加密网格呢?”
“想都别想,那计算量能让超算中心的主任直接拉黑我。估计等我博士都毕业了都算不完。”
林允宁夹起一块盐水鸭,慢悠悠地送进嘴里,细细嚼了两下才开口:
“那就别用均匀网格,用自适应网格。”
他喝了一大口粉丝汤,又放下碗,这才在另一张餐巾纸上画了一个中间密集、四周稀疏的网格,“先用粗网格跑一遍Kubo-Bastin公式,拿到Berry曲率的梯度分布,找到‘热点’在哪。
“然后在这些高梯度区域,做局部网格细化,把网格密度跟曲率的梯度|∇ₖΩ|死死地绑在一起。
“再写个热点跟踪算法,让最密的网格,能跟着参数(M,λ_R,Δ)的变化,自动‘追’着热点跑。”
“自适应网格?”
陈正平苦笑一声,仿佛被戳到了痛处,“林师弟,你这是往我伤口上撒盐啊!
“自适应网格我当然试过,问题是它根本不稳定!我用过三种不同的细化算法,只要Rashba耦合的参数稍微调大一点,整个数值计算当场就发散了!满屏幕的‘NaN’(Not a Number)!
“那感觉,就像整个物理模型在那个点上凭空瓦解了,根本不讲道理!”
林允宁也微微皱眉,陷入了片刻的沉思。
窗外,卖糖炒栗子的小贩用带着金属颤音的喇叭喊着“又香又糯的栗子——”,那香甜的气味丝丝缕缕地飘进店里。
听着两人又开始飙“雅可比矩阵”,孙婧忍无可忍,忽然用筷子“梆”地敲了一下碗沿,打断了两人。
“停、停、停!你们搞理论物理就爱钻牛角尖,说话跟念咒似的,我听着脑仁疼。”
她皱着好看的眉头,一脸嫌弃地看着两人,“我不搞理论,就问一个实验党的笨问题:你们非得把整个太平洋的每一滴水都模拟一遍,才敢下杆钓鱼吗?
“我在实验室处理数据,遇到这种峰值窄得像鬼一样的信号,第一反应从来不是去优化全局算法,而是先用最粗暴的洛伦兹函数在峰值附近做个‘局部拟合’,大致框定出信号的半高宽和位置,再谈精细化处理!
“你们就不能先给那个‘热点’画个大致的像吗?”
孙婧这句外行话,却像一道闪电劈开了乌云。
林允宁的眼睛瞬间亮了,他看向孙婧,真心实意地赞道:
“师姐,你这是大道至简啊!”
他转向激动得差点站起来的陈正平,“没错!我们陷入思维误区了!数值计算只是一种验证手段,不是目的!我们可以在k→0的极限下,把有效哈密顿量对角化,直接给出Berry曲率Ω(k)的近似解析表达式,把热点的半径、峰值高度都写成参数的函数。
“数值计算只负责把这个近似解,平滑地延拓到整个布里渊区,而不是从头去硬算!”
“等一下,”
陈正平立刻追问,想要抓牢那一闪即逝的灵感,“参数怎么定?Δ和λ_R这两个参数在实验上很难分开。
“我要是全靠拟合,解不唯一,文章发出去会肯定会被审稿人喷成筛子。”
林允宁点了点头,心满意足地嚼完最后一块盐水鸭,用餐巾纸擦了擦嘴角的油,这才比划了两根手指,一副胸有成竹的模样,“用双栅极结构。
“顶栅的垂直电场主要用来调控Rashba耦合λ_R,底栅用来改变载流子浓度,也就是化学势μ。至于亚晶格势Δ,可以通过选择不同的基底或者施加微小的应变来预设一个基线。
“交换作用M,则用温度或者一个微小的外磁场来扫描。
“咱们不需要一次性把四个参数全解出来,先做二维的切片相图,看符号翻转线对其中两个参数的依赖关系,就足够验证理论了。”
陈正平彻底沉默了。
他低头看着碗里已经有些凉掉的粉丝汤,脑海中却掀起了滔天巨浪。
林允宁提出的这一整套方案,从最小理论模型,到“智能渔网”的数值策略,再到“局部拟合”的近似方案,最后到“双栅极”的实验验证……
环环相扣,逻辑闭环。
这已经不是在解一道题,这是在绘制一幅完整的科研路线图!
这时候,小店的老板娘正好过来添茶水,看见满桌子餐巾纸上写得全是数学符号,好奇地问道:
“小伙子们算高数呐?我那儿子今年也上大学,哦呦,高数难得不得了,差一点都没及格……”
孙婧笑得花枝乱颤,挥了挥手道:
“他们算那玩意儿,可比高数难多了!老板娘,结账。”
陈正平根本没听见老板娘和孙婧的对话,他像捧着圣旨一样,小心翼翼地将那张画满了图示和公式、还沾着油点的餐巾纸展开、抚平,然后郑重地收进了电脑包里,自言自语地嘟囔道:
“……别的不说,只要能把这条符号翻转线的相图画出来,这工作,就有PRL的品相了,我就不用发愁毕业了。”
“陈师兄,格局再打开点,PRL只是开胃菜。”
林允宁笑着开了句玩笑。
笼中客体原子的课题已经进入收尾阶段,如今有了新的挑战,他心情也莫名地变得好了起来。
陈正平沉吟半晌,终于抬起头,眼神里不再有丝毫的困惑,取而代之的是一种棋逢对手的兴奋,“但还是有个坎:本征贡献和外在散射这个分水岭,怎么才能写得让实验物理学家们心服口服?光一个缩放关系,审稿人肯定会揪着不放。”
“那就再加一道保险——非局域输运的测量方案。”
林允宁喝完了最后一口汤,将碗往前一推,“如果本征反常霍尔效应进入了拓扑开隙态,边缘态的贡献就会凸显出来。
“咱们设计一个非局裕的测量几何结构,反常霍尔信号的‘尾巴’会延伸到很远的电极,而由散射导致的信号,多半是局域在近端的。
“你看,非局域信号+克尔旋转+缩放关系,三管齐下,证据链就完整了。”
“……行。”
陈正平重重地点了点头,眼中燃起了久违的斗志,“那我们分工:我回去把所有可能的材料体系参数、可实现的栅极电压窗口都整理出来,顺手把Kubo-Bastin那套自适应网格算法用C++重新写一版,提高效率。
“你把你那套Aether程序,增加一个‘Berry-Engine’模块,负责最小模型的半解析推导和相图绘制,先给我一版关于(M,λ_R,Δ)的拓扑相变阈值曲面。”
“说定了。”
林允宁擦了擦嘴,站起身,“先拿下咱们讨论的这部分工作。后面——”
他顿了顿,眼中闪过一丝更深邃的光,“如果这个阈值曲面真能做得足够干净,下一步我们就往可栅控的Chern数翻转去想。
“等能把用光场进行超快切换的理论也建立起来,那目标,就是《自然》或者《科学》。”
“先别把牛吹上天。”
孙婧笑着拍了拍林允宁的肩膀,随后从钱包里抽出几张纸币放在桌上,“你眼前可就是个坎儿,别忘了韩老师给你的三个考验,要是过不了,今晚这碗粉丝,我可给你记在账上,以后加倍还回来!”
门口的路灯将小巷的出口照出一块温暖的橙色光斑。雨后的空气,湿润而清新。
小店的老板娘好奇地看着三人的背影远去,一边收拾桌子,一边摇摇头,嘀咕道:
“唉,现在的大学生,吃饭都不安生……”
分开时,已经重新振作的陈正平忽然回头,他的眼神在灯光下亮得惊人,紧紧盯着林允宁:
“林师弟……我没开玩笑。”
他的声音有些沙哑,带着一丝压抑的颤抖,“Gordon Research Conference的投稿截止日期,只剩下最后三周了。韩老师说如果我能做出来石墨烯的工作,就带我去见见世面。
“你觉得……来得及么?”
Gordon Research Conference(戈登会议),是全世界最顶尖的学术研讨会之一,云集了世界上最顶尖的科学家,是学者们拓展科学领域人脉的最佳机会。
同样,也是无数青年科学家梦寐以求的,登上世界中心的舞台。
晚风仿佛在这一刻静止了。
“三周?”
林允宁转过身,迎着陈正平紧张而期待的目光,脸上仍是那副迷死人不偿命的笑容,“陈师兄,拜托对我有点信心好吗?
“你现在该考虑的,不是来不来得及。”
他悠悠说道,“而是你报告的开场白,到时候要怎么说,才能让台下第一排那帮凝聚态物理的老家伙们,乖乖闭上嘴,听你一个人讲。”
……
他整个人颓然地靠回椅背,像被抽走了所有力气:“逻辑闭环是没有问题,但这也只是停留在纸面上,”
他抓起另一张干净的餐巾纸,在上面画了一个布满网格的方框,又烦躁地画上一个大大的叉,又抛出了最现实的难题,“数值计算这块儿,我还是卡在网格上。”
他用手指在油腻的桌面上比划了一下,“Berry曲率那个热点,在k空间里窄得跟针尖似的,常规的均匀网格就像一张孔眼太大的渔网,怎么撒网都漏鱼。”
“全局加密网格呢?”
“想都别想,那计算量能让超算中心的主任直接拉黑我。估计等我博士都毕业了都算不完。”
林允宁夹起一块盐水鸭,慢悠悠地送进嘴里,细细嚼了两下才开口:
“那就别用均匀网格,用自适应网格。”
他喝了一大口粉丝汤,又放下碗,这才在另一张餐巾纸上画了一个中间密集、四周稀疏的网格,“先用粗网格跑一遍Kubo-Bastin公式,拿到Berry曲率的梯度分布,找到‘热点’在哪。
“然后在这些高梯度区域,做局部网格细化,把网格密度跟曲率的梯度|∇ₖΩ|死死地绑在一起。
“再写个热点跟踪算法,让最密的网格,能跟着参数(M,λ_R,Δ)的变化,自动‘追’着热点跑。”
“自适应网格?”
陈正平苦笑一声,仿佛被戳到了痛处,“林师弟,你这是往我伤口上撒盐啊!
“自适应网格我当然试过,问题是它根本不稳定!我用过三种不同的细化算法,只要Rashba耦合的参数稍微调大一点,整个数值计算当场就发散了!满屏幕的‘NaN’(Not a Number)!
“那感觉,就像整个物理模型在那个点上凭空瓦解了,根本不讲道理!”
林允宁也微微皱眉,陷入了片刻的沉思。
窗外,卖糖炒栗子的小贩用带着金属颤音的喇叭喊着“又香又糯的栗子——”,那香甜的气味丝丝缕缕地飘进店里。
听着两人又开始飙“雅可比矩阵”,孙婧忍无可忍,忽然用筷子“梆”地敲了一下碗沿,打断了两人。
“停、停、停!你们搞理论物理就爱钻牛角尖,说话跟念咒似的,我听着脑仁疼。”
她皱着好看的眉头,一脸嫌弃地看着两人,“我不搞理论,就问一个实验党的笨问题:你们非得把整个太平洋的每一滴水都模拟一遍,才敢下杆钓鱼吗?
“我在实验室处理数据,遇到这种峰值窄得像鬼一样的信号,第一反应从来不是去优化全局算法,而是先用最粗暴的洛伦兹函数在峰值附近做个‘局部拟合’,大致框定出信号的半高宽和位置,再谈精细化处理!
“你们就不能先给那个‘热点’画个大致的像吗?”
孙婧这句外行话,却像一道闪电劈开了乌云。
林允宁的眼睛瞬间亮了,他看向孙婧,真心实意地赞道:
“师姐,你这是大道至简啊!”
他转向激动得差点站起来的陈正平,“没错!我们陷入思维误区了!数值计算只是一种验证手段,不是目的!我们可以在k→0的极限下,把有效哈密顿量对角化,直接给出Berry曲率Ω(k)的近似解析表达式,把热点的半径、峰值高度都写成参数的函数。
“数值计算只负责把这个近似解,平滑地延拓到整个布里渊区,而不是从头去硬算!”
“等一下,”
陈正平立刻追问,想要抓牢那一闪即逝的灵感,“参数怎么定?Δ和λ_R这两个参数在实验上很难分开。
“我要是全靠拟合,解不唯一,文章发出去会肯定会被审稿人喷成筛子。”
林允宁点了点头,心满意足地嚼完最后一块盐水鸭,用餐巾纸擦了擦嘴角的油,这才比划了两根手指,一副胸有成竹的模样,“用双栅极结构。
“顶栅的垂直电场主要用来调控Rashba耦合λ_R,底栅用来改变载流子浓度,也就是化学势μ。至于亚晶格势Δ,可以通过选择不同的基底或者施加微小的应变来预设一个基线。
“交换作用M,则用温度或者一个微小的外磁场来扫描。
“咱们不需要一次性把四个参数全解出来,先做二维的切片相图,看符号翻转线对其中两个参数的依赖关系,就足够验证理论了。”
陈正平彻底沉默了。
他低头看着碗里已经有些凉掉的粉丝汤,脑海中却掀起了滔天巨浪。
林允宁提出的这一整套方案,从最小理论模型,到“智能渔网”的数值策略,再到“局部拟合”的近似方案,最后到“双栅极”的实验验证……
环环相扣,逻辑闭环。
这已经不是在解一道题,这是在绘制一幅完整的科研路线图!
这时候,小店的老板娘正好过来添茶水,看见满桌子餐巾纸上写得全是数学符号,好奇地问道:
“小伙子们算高数呐?我那儿子今年也上大学,哦呦,高数难得不得了,差一点都没及格……”
孙婧笑得花枝乱颤,挥了挥手道:
“他们算那玩意儿,可比高数难多了!老板娘,结账。”
陈正平根本没听见老板娘和孙婧的对话,他像捧着圣旨一样,小心翼翼地将那张画满了图示和公式、还沾着油点的餐巾纸展开、抚平,然后郑重地收进了电脑包里,自言自语地嘟囔道:
“……别的不说,只要能把这条符号翻转线的相图画出来,这工作,就有PRL的品相了,我就不用发愁毕业了。”
“陈师兄,格局再打开点,PRL只是开胃菜。”
林允宁笑着开了句玩笑。
笼中客体原子的课题已经进入收尾阶段,如今有了新的挑战,他心情也莫名地变得好了起来。
陈正平沉吟半晌,终于抬起头,眼神里不再有丝毫的困惑,取而代之的是一种棋逢对手的兴奋,“但还是有个坎:本征贡献和外在散射这个分水岭,怎么才能写得让实验物理学家们心服口服?光一个缩放关系,审稿人肯定会揪着不放。”
“那就再加一道保险——非局域输运的测量方案。”
林允宁喝完了最后一口汤,将碗往前一推,“如果本征反常霍尔效应进入了拓扑开隙态,边缘态的贡献就会凸显出来。
“咱们设计一个非局裕的测量几何结构,反常霍尔信号的‘尾巴’会延伸到很远的电极,而由散射导致的信号,多半是局域在近端的。
“你看,非局域信号+克尔旋转+缩放关系,三管齐下,证据链就完整了。”
“……行。”
陈正平重重地点了点头,眼中燃起了久违的斗志,“那我们分工:我回去把所有可能的材料体系参数、可实现的栅极电压窗口都整理出来,顺手把Kubo-Bastin那套自适应网格算法用C++重新写一版,提高效率。
“你把你那套Aether程序,增加一个‘Berry-Engine’模块,负责最小模型的半解析推导和相图绘制,先给我一版关于(M,λ_R,Δ)的拓扑相变阈值曲面。”
“说定了。”
林允宁擦了擦嘴,站起身,“先拿下咱们讨论的这部分工作。后面——”
他顿了顿,眼中闪过一丝更深邃的光,“如果这个阈值曲面真能做得足够干净,下一步我们就往可栅控的Chern数翻转去想。
“等能把用光场进行超快切换的理论也建立起来,那目标,就是《自然》或者《科学》。”
“先别把牛吹上天。”
孙婧笑着拍了拍林允宁的肩膀,随后从钱包里抽出几张纸币放在桌上,“你眼前可就是个坎儿,别忘了韩老师给你的三个考验,要是过不了,今晚这碗粉丝,我可给你记在账上,以后加倍还回来!”
门口的路灯将小巷的出口照出一块温暖的橙色光斑。雨后的空气,湿润而清新。
小店的老板娘好奇地看着三人的背影远去,一边收拾桌子,一边摇摇头,嘀咕道:
“唉,现在的大学生,吃饭都不安生……”
分开时,已经重新振作的陈正平忽然回头,他的眼神在灯光下亮得惊人,紧紧盯着林允宁:
“林师弟……我没开玩笑。”
他的声音有些沙哑,带着一丝压抑的颤抖,“Gordon Research Conference的投稿截止日期,只剩下最后三周了。韩老师说如果我能做出来石墨烯的工作,就带我去见见世面。
“你觉得……来得及么?”
Gordon Research Conference(戈登会议),是全世界最顶尖的学术研讨会之一,云集了世界上最顶尖的科学家,是学者们拓展科学领域人脉的最佳机会。
同样,也是无数青年科学家梦寐以求的,登上世界中心的舞台。
晚风仿佛在这一刻静止了。
“三周?”
林允宁转过身,迎着陈正平紧张而期待的目光,脸上仍是那副迷死人不偿命的笑容,“陈师兄,拜托对我有点信心好吗?
“你现在该考虑的,不是来不来得及。”
他悠悠说道,“而是你报告的开场白,到时候要怎么说,才能让台下第一排那帮凝聚态物理的老家伙们,乖乖闭上嘴,听你一个人讲。”
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