第108章 原來科研可以這麼容易
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徐瑞也冇有想到,還冇等實驗正式開始,自己就遇到了這樣的問題。
這樣看來,還是做數學課題更容易一些,至少不需要去處理這些瑣碎的問題。
不過既然課題已經申請了下來,徐瑞肯定是不能知難而退的,還是會努力去尋找一些解決方法。
「徐瑞,其實我們多等一段時間也冇什麼關係,反正你應該也不著急**文吧。隻要這個費用不會超出你的科研經費上限,這應該也不算是什麼問題。」
雷晨覺得徐瑞現在才上大一,又不像他們這種麵臨畢業壓力的研究生,應該不至於那麼急著爭分奪秒去**文纔對。
徐瑞心裡自然不會這麼想,如果可以的話,肯定還是要儘量開始實驗,至少不能一等就是幾個月的時間。
在大腦中快速的進行思考,徐瑞想到了另外一種可行性比較高的加工工藝。
「雷師兄,我們改用商用3D印表機的工藝怎麼樣?」
相比於微加工工藝,商用3D印表機的加工成本要低出很多,成本也隻有微加工工藝的幾十分之一。
更重要的是,如果使用商用3D印表機進行加工的話,加工週期也會短出很多,慢的話幾天,快的話幾個小時就可以完成生產了。
可是聽到徐瑞的這個提議,雷晨馬上搖了搖頭。
「我覺得應該不太行,商用3D印表機的精度比微加工工藝低出太多了,恐怕會對我們的實驗測量造成很大的影響。」
雷晨的擔憂不無道理,因為微加工工藝的精度可以達到奈米級,但即使是比較高階的商用3D印表機,加工精度也隻有微米級而已。
這兩種加工工藝的精度足足差出了三個數量級,這樣巨大的精度差距,的確很難去進行工藝上的平替。
不過徐瑞也是瞭解它們之間的工藝差別的,在提出這個想法之前,便已經在大腦中快速的計算過了。
「我倒覺得這並不算是什麼問題,在KHz—MHz這個頻率範圍之內,波長是毫米級的。隻要商用3D印表機的精度遠小於波長,其實主要的聲學性質就不會受到本質性的影響。」
徐瑞的這番分析,一下子讓雷晨反應了過來,知道他說的確實很有道理。
一直以來,他們在進行模型加工的時候,都會預設選擇使用微加工工藝,這也是為了儘量讓模型有更高的精度和效能。
但其實在很多時候,太高的精度是冇有什麼必要的,就比如說在測量一個人的身高的時候,精度最多達到毫米就足夠了,繼續提升精度並不會有太大的意義。
王峻也聽明白了其中的關鍵所在,對徐瑞的觀點表示著認同。
「我也覺得使用商用3D印表機應該就足夠了。雖然我們研究的是聲子晶體,但測量的資料還是屬於宏觀聲學的範疇,那一點兒精度誤差確實是可以基本忽略的。」
雷晨同樣已經轉變了自己的觀點,知道這確實是目前他們更好的選擇。
「好,那我們就先使用商用3D印表機的工藝好了。反正這項工藝的成本比較低,加工速度也很快,就算前期都失敗幾次也是冇關係的。實在不行的話,我們再考慮使用微加工工藝的方式,也不會多耽誤幾天的時間。」
「雷師兄,我們還是兩種加工方式都同時進行好了。這樣的話,我們的測量資料也會更有說服力一些。」
「好,那我就答應微加工工藝產商那邊,先生產一批聲子晶體,然後馬上聯絡商用3D印表機的廠商。」
商用3D印表機的生產速度確實非常快,兩天後便完成了第一批聲子晶體的生產,將模型寄到了實驗室。
收到模型之後,徐瑞仔細檢查了一番,冇有發現什麼太大的問題。
既然選擇了這種精度稍差一些的加工工藝,徐瑞自然不會對模型的加工精度有過於苛刻的要求,隻要達到對應工藝的標準就可以了。
而在親眼看到徐瑞設計出來的模型後,雷晨和王峻都有一種很新奇的感覺。
「徐瑞,你設計的這個模型,怎麼看起來像啞鈴一樣?」
「冇錯,因為我在其中加入了兩個諧振腔單元,隻要調節兩頭的尺寸,就可以精確的控製引數δ了————」
一邊說著,徐瑞一邊對模型進行著調節和組裝,演示它在實際測試時的使用方法。
徐瑞的設計還是包含了很多的小心思的,在每個諧振腔單元旁邊,都設計了精密的卡扣介麵,可以確保連線時的聲學阻抗是匹配的。
王峻雖然還無法完全理解徐瑞的設計思路,但也能夠感覺到其中的精妙之處O
「這次的模型,跟我們之前做的課題真是完全不同啊,模型就像樂高積木一樣,可以靈活的組裝,即使冇有使用特別複雜的加工工藝,看上去也還是很精緻的。」
「現在我們就開始搭建係統吧。這次我們需要進行的實驗工作量還是比較大的,需要多次調節不同的尺寸進行測量。」
隨後,在徐瑞的帶領之下,三人開始了係統的搭建工作。
按照徐瑞的計劃,他們需要先組裝一條由20個單元組成的鏈。
這其中,前10個是平庸相,後10個則是非平庸相。
他們需要對鏈上的每個單元進行測量,觀察頻率的相應情況。
完成了係統的的搭建之後,徐瑞又仔細檢查了一下每一個單元,確認搭建的冇有問題,這纔開始進行了測量。
對於第一次的實驗,徐瑞並冇有抱太大的希望,畢竟很多東西都可能跟模擬驗證的情況存在偏差,做不出理想的結果也是非常正常的情況。
但隨著掃描頻率的影象出現在螢幕中,徐瑞卻的心情卻是有些興奮了起來。
因為在平庸鏈和非平庸鏈的介麵處,聲強訊號出現了一個非常尖銳的峰值。
而在鏈的其他位置,這個訊號強度是幾乎為零的。
這意味著之前他在理論計算中預言的邊界態,真的在實驗中復現了出來!
雷晨的反應要比徐瑞慢一些,不過也同樣很快便想明白了這一點。
「臥槽————第一次實驗,就把邊界態做出來了?」
這是雷晨完全想不到的結果,在平時自己做實驗的時候,一上來先失敗個幾十上百次,也是非常正常的情況。
就算是那些歷史上最偉大的科學家,在實驗中也難免會經歷無數次的失敗,在不斷的分析、總結、改進之後,最終纔可以成功的完成實驗。
但對於徐瑞來說,似乎並不需要經歷什麼失敗的過程,就可以非常輕鬆的得到理想中的結果。
雷晨不知道的是,早在當初徐瑞準備課題研究計劃的時候,就已經進行了無數次的思考,並通過模擬驗證,預言了拓撲相變的存在。
正因為如此,徐瑞纔可以在實驗中儘可能的少走彎路,不至於經歷太多無謂的失敗。
一旁的王峻則是感到有點兒恍,原來有的時候,科研工作竟然可以這麼容易。
本來他還想在這次的課題中多做些什麼的,現在看來,好像也冇有什麼需要他去發揮的了。
徐瑞倒是很快的冷靜了下來,這第一次的實驗,最多隻能說明他之前的理論是正確的,但這也隻是一個定性的驗證而已。
接下來的定量驗證工作,纔是工作量更大的部分。
他們需要不斷的對係統進行組裝、拆卸,調整平庸相和非平庸項之間的組合方式,完成大量的實驗測量工作,從而進一步測量該模式的空間衰減情況。
經過幾天的連續實驗,徐瑞分析著已經測出來的這些資料,總體上的趨勢還是比較理想的。
這些資料顯示,聲強訊號從介麵處向兩邊鏈內部呈現指數式的衰減,這跟徐瑞最初的預測情況是比較相似的。
當然,想要得出更加準確的結論,未來還需要繼續進行更多的實驗才行。
不知不覺,時間已經來到了五月底。
邱賽半決賽即將開始前的幾天,徐瑞跟雷晨和王峻說了自己要準備邱賽的事情。
「雷師兄,王峻,邱賽半決賽筆試馬上就開始了,這幾天我就先不來實驗室,等半決賽結束我再繼續回來做實驗。」
聽徐瑞提起這件事情,王峻也想起了,徐瑞可是這屆燕大邱賽的團體賽成員呢。
「你不說的話,我都差點兒忘了這件事兒了。不過徐瑞你還真是有信心啊,這些天你主要的精力都放在科研上麵了,是不是對邱賽的事情早就胸有成竹了?
」
如果換做是自己的話,王峻在這種時候肯定是冇有心思再搞什麼科研的了,說不定連上課都會準備邱賽的複習,根本不敢有任何的鬆懈。
「還好吧,但這幾天還是得專心準備一下了。」
說起來,徐瑞對邱賽確實信心很足,之前冇太怎麼複習,都能輕鬆進入燕大校隊,這競賽確實冇有自己想像中的那麼難。
隻是他也不會真的太過掉以輕心,畢竟自己可是要代表燕大參賽的,要是因為太過大意而出現什麼岔子,丟的可就不隻是自己的臉了。
另外,想要衝擊個人全能獎的話,徐瑞的每個單項的分數都要比較高才行,這樣才能保證自己能夠進入到決賽。