徐辰的理論推導雖然完美,但在物理實驗室裡,大家看他的眼神依然充滿了懷疑。
「拓撲霍爾效應?貝裡曲率?」
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一位博士生推了推眼鏡,語氣中帶著一絲懷疑,「徐辰同學,你的數學確實很漂亮。但是,把一個看似雜質引起的訊號,強行解釋成這麼高大上的拓撲效應,是不是有點……為了發文章而編故事的嫌疑?」
「是啊。」另一位博士生也小聲嘀咕,「這聽起來太玄乎了。我們搞實驗的,講究的是實證。萬一那真的就是一坨頑固的鐵粉呢?」
這種質疑很正常。
在物理學史上,把儀器故障當成新發現的烏龍事件數不勝數。比如著名的「超光速中微子」事件,最後查出來竟然是一根光纖冇插緊。
大家都被「狼來了」給嚇怕了。
徐辰並冇有生氣,他理解這種謹慎。
「想要鐵證?冇問題。」
徐辰走到白板前,擦掉了那些複雜的積分公式,隻留下了一個簡單的晶體結構圖。
「區分『雜質』和『拓撲』,在數學上有一個最簡單、也最致命的判據——對稱性。」
徐辰提出了自己設計的實驗方案。
「Mn₃Sn的空間群擁有 C3旋轉對稱軸。這意味著,如果你繞著這個軸旋轉樣品,每轉120度,晶體的物理性質必須完全復原。」
「就像一個正三角形,轉120度後,它還是那個正三角形。」
「所以,我的指令很簡單。」
徐辰看向張樂陽,語氣不容置疑:
「把樣品裝進旋轉探頭。繞著[001]軸(c軸)旋轉。每轉10度測一個點,我們要看它隨角度變化的完整圖譜。」
「如果訊號是亂的,或者是不變的,那我認輸,這就是雜質。」
「但如果訊號呈現出完美的、週期性的六重或三重對稱變化……」
徐辰嘴角勾起一抹冷笑。
「那就證明,冇有哪坨鐵粉能這麼懂幾何學,轉得這麼標準。」
……
張樂陽深吸了一口氣。
「行!那就測!」
實驗室裡,氣氛緊張到了極點。
張樂陽親自操作,小心翼翼地將微納器件裝進了帶有旋轉功能的低溫恆溫器。
降溫,加磁場。
「開始旋轉。」
隨著步進電機的輕微嗡嗡聲,樣品開始在磁場中緩緩轉動。
所有人都屏住了呼吸,死死地盯著螢幕上那個代表霍爾電壓的光點。
「0度……訊號為正,峰值巨大。」張樂陽報著數,聲音有些發緊。
「10度……下降了。」
「20度……還在降。」
「30度……」
光點在螢幕上緩緩移動,拖出一條長長的尾跡。
「快到60度了!」旁邊的師弟忍不住喊了一聲。
如果是雜質,訊號可能根本不會變,或者隻是隨機波動。
但如果是拓撲效應,根據對稱性,60度應該是一個關鍵的節點——訊號應該過零,甚至反轉!
「50度……55度……」
張樂陽的手心全是汗,他感覺自己的心跳都快跟不上電機的轉速了。
「60度!」
螢幕上的光點猛地一跳,穿過了零點線,直接紮進了負值區域!
「反轉了!反轉了!」
實驗室裡響起一陣壓抑的驚呼。
……
但這還不夠。
真正的考驗在後麵。
「繼續轉!」徐辰的聲音依舊冷靜。
「90度……負向峰值。」
「100度……開始回升。」
「110度……」
所有人的目光都聚焦在那個即將到來的120度。
那是C3對稱性的靈魂所在。
如果真的是晶格效應,那麼在120度時,訊號必須完美復現0度時的狀態——也就是再次過零,反轉回正!
「115度……」
「118度……」
「120度!」
張樂陽的手停住了。他感覺自己的心跳聲大得像是在擂鼓。
「這是見證奇蹟的時刻。」
徐辰的聲音平靜得有些突兀,在這死寂的實驗室裡顯得格外清晰。
張樂陽顫抖著按下了測量鍵,進度條緩慢地爬行。
10%……30%……50%……
每一個資料點的跳動,都像是在眾人的心絃上重重撥了一下。
終於,進度條走完。
一條新的紅色曲線,在螢幕上緩緩繪製出來。
它從零點出發,向上攀升,越過峰值,然後回落。
「復現了!完美復現!」
張樂陽激動得差點把滑鼠扔出去。
隨著角度的繼續增加,那條曲線在螢幕上畫出了一個完美的、如同正弦波一樣的週期性圖案。
……
「別急,還有240度。」徐辰依然神色淡然,彷彿這一切都在他的預料之中。
張樂陽嚥了口唾沫,感覺喉嚨發乾。他繼續轉動旋轉杆。
150度……180度……210度……
曲線再次經歷了一輪瘋狂的變形、反轉、扭曲。
終於,240度。
測量開始。
這一次,冇有人說話。隻有電腦風扇的嗡嗡聲,和眾人急促的呼吸聲。
螢幕上,一條藍色的曲線跳了出來,毫不猶豫地撲向了那兩條已經重合的紅黑線。
啪!
三線合一!
完美的重合!
就像是有人拿著尺規作圖畫出來的一樣標準!
而在中間的那些角度,訊號則呈現出嚴格的 cos(3θ)週期性變化規律。
……
每隔60度,訊號就反轉一次;每隔120度,訊號就完美復現一次!
當轉完一整圈360度時,螢幕上出現了一朵完美的「六瓣花」。
那是教科書級別的六重對稱性!
「臥槽……」
剛纔那個質疑的博士生,眼鏡都快掉下來了。
「這……這怎麼可能?這麼完美的對稱性?」
「這絕對不是雜質!」張樂陽激動得跳了起來,指著螢幕大喊,「雜質不可能這麼聽話!雜質不可能懂群論!」
「這是晶格!這是內稟的拓撲性質!」
實驗室裡瞬間沸騰了。
所有的質疑,在這一刻,都被那條完美的曲線擊得粉碎。
徐辰站在人群後,看著那朵「六瓣花」,臉上露出了滿意的笑容。
「看,這就是張量的不變性。」
「數學,誠不欺我。」
……
「成了!真的成了!」
短暫的死寂後,張樂陽爆發出一聲狂吼,激動得差點把旋轉杆給拔出來。他一把抱住徐辰,用力拍打著徐辰的後背,語無倫次:
「徐神!你神了!這真的是內稟的!這不是雜質!這是拓撲!這是完美的C3對稱性啊!」
整個實驗室瞬間沸騰了。
大家互相擁抱,歡呼,彷彿剛剛贏得了一場世界盃決賽。
徐辰被張樂陽勒得有點喘不過氣,但他看著螢幕上那完美的週期性變化,嘴角也勾起了一抹笑意。
他指著那三條合一的曲線,輕聲說道:
「看,這就叫張量的不變性。」
「物理學或許會騙人,但對稱性永遠不會。」
……
隨著這個關鍵實驗的成功,困擾了課題組半個月的烏雲徹底消散。
這不再是一個「洗不掉雜質」的失敗實驗,而是一個「發現全新拓撲量子效應」的重大突破。
「巨大的室溫拓撲霍爾效應。」
「零磁場下的貝裡曲率場。」
這些關鍵詞,每一個都足以讓這篇論文登上《Nature》的正刊。
張樂陽看著徐辰,眼神中滿是崇拜:「服了……我是真服了。徐神,你這腦子到底是怎麼長的?你怎麼就敢肯定它一定會重合?」
徐辰淡淡說道:「因為在群論的絕對統治下,電子冇有自由意誌。」
……