接下來的幾天,林允寧徹底從集訓隊的集體生活中“蒸發”了。
白天的理論課,他會準時出現在最後一排的角落,但桌上攤開的不再是競賽講義,而是Do Carmo那本足以讓數學系博士生都頭皮發麻的《微分幾何》。
曲線、曲面、高斯曲率......
這些抽象的數學概念,在他眼中,卻是一個個構建“雅努斯計劃”理論模型必不可少的零件。
他像一個孤獨的劍客,在爲一場即將到來的決戰,一分一秒地打磨着自己的兵器。
宿舍裏的其他三人,早已習慣了他這種神出鬼沒的狀態。
這天下午,林允寧啃完《微分幾何》的最後一章,正準備進入模擬空間時,宿舍門“吱呀”一聲被推開。
濃郁的肉香,衝散了書本的油墨味。
“大……………大神,你這......這看着跟網吧包宿三天沒出來似的,眼......眼窩都陷下去了!”
杜德彪拎着一個塑料袋,從裏面掏出油紙包着的黃橋燒餅,塞到他手裏,“漢口路的黃橋燒餅,還熱乎着,快...快喫!”
林允寧確實餓了,道了聲謝,也不客氣,撕開包裝就咬了一大口。
酥脆的餅皮混合着肉香,瞬間激活了疲憊的味蕾。
“謝了,彪子。”
“客......客氣啥。”
杜德彪嘿嘿一笑,隨即一臉神祕地湊了過來,指了指對面的空牀位,壓低聲音,“我看許......許嘉誠那小子壓力也大,昨晚做夢喊......?的全是你的名字。”
林允寧差點沒把嘴裏的燒餅噴出來:
“咳......咳咳,你說什麼?”
“真......真的!”
杜德彪一臉認真,“就喊”林允寧,你………………你不是人’、‘這………………這題也能這麼解......翻來覆去就這兩句,給......給我嚇得一宿沒睡好。”
林允寧無奈地搖了搖頭,哭笑不得。
就在這時,他那臺老舊的諾基亞手機響了。
“喂,孫師姐。”
“小學弟,你在哪兒呢?”
電話那頭,孫婧的聲音帶着一絲壓抑不住的興奮,“李默訂的那套低溫電輸運探針臺,今天剛從美國空運過來!
“我約了今晚八點到凌晨三點的低溫拉曼時間,你記得過來,別遲到。”
“好,師姐放心。”
林允寧掛了電話,心中愈發興奮。
終於有機會,去驗證他心目中那個大膽的猜想了。
他三兩口解決掉手裏的燒餅,跟杜德彪說了一聲:
“彪子,今晚我不回來了,有個實驗要做。”
跟着拿起衣服就走,準備先去研究一下那套低溫電輸運探針臺的說明書。
杜德彪咬了一口凍梨,含糊着點了點頭。
林允寧夜不歸宿自習和做實驗,已經是家常便飯了。
他有時候也搞不懂,大神究竟是什麼時候睡覺的......
晚上八點,唐仲英樓,B207實驗室。
實驗臺上,那臺低溫拉曼系統已經被拆開了外部的光路防護罩,露出了內部複雜的結構。
孫婧正戴着防靜電手套,小心翼翼地用無水乙醇和鏡頭紙擦拭着一塊分束鏡。
“喏,東西都在這兒了。”
她指了指旁邊一個裝滿了精密元件的防潮箱,“咱們今晚的任務,就是把這套微區激光加熱系統,精確地耦合進現有的共聚焦光路裏。說起來簡單,做起來可麻煩了。”
林允寧打開防潮箱,裏面躺着一排排嶄新的光學元件,銀色的鏡架在燈下閃着光澤。
兩人立刻進入了工作狀態。
林允寧負責硬件搭建,孫婧負責軟件調試。
兩個多小時後。
當林允寧將最後一根光纖耦合器精準地對準,並用激光將兩束不同波長的激光(一束532nm探測光,一束1064nm加熱光)共軸地聚焦在樣品表面的同一個微米級光斑上時,孫婧也完成了控制軟件的初步設定。
然而,當他們按照林允寧設計的方案,用一束5mW的額外加熱激光,精準地聚焦在樣品一側,試圖製造一個微米尺度的可控溫差時。
意想不到的麻煩出現了。
“不對,你看!”
孫婧指着實時信號監控界面,眉頭緊鎖,“信號在漂!”
屏幕上,代表着拉曼信號強度的曲線,在一個極小的範圍內,進行着緩慢而無規律的漂移。
“是熱漂移。”
林允寧立刻判斷出了問題所在,“局部加熱導致樣品臺和鏡架發生了不均勻的熱膨脹,整個光路都歪了。”
他看着屏幕上緩慢移動的信號峯,眉頭也緊緊地鎖了起來。
沒想到一上來,就遇到這麼棘手的問題。
他們要觀測的,是微米尺度的界面,而熱膨脹導致的漂移,同樣是微米級。
這相當於,你要用一把不停晃動的尺子,去測量一根頭髮絲的直徑。
“麻煩了………………”
孫婧的表情變得有些煩躁,“這套系統沒有主動反饋光路,一旦漂了,只能等它自己冷卻穩定下來。可我們一加熱,它就漂......這不就成死循環了嗎?”
林允寧沒有立刻回答,只是靜靜地看着屏幕上那條漂移的曲線,指尖在實驗臺上無意識地敲擊着。
“這破玩意兒,跟鬧鬼似的。”
孫婧煩躁地抓了抓頭髮,靠在椅背上,“熱脹冷縮,防不勝防。除非咱們能把整個樣品臺的溫度都恆定下來,不然光斑肯定要跑。算了,今晚白乾了,我看看能不能申請購買一個主動反饋光路系統。”
“等不了,而且主動反饋光路系統太貴了,學校不可能專門爲了這個實驗花那麼多錢。”
林允寧搖了搖頭,聲音很輕,但很堅定。
半晌,他抬起頭,指了指屏幕:
“師姐,咱們的思路錯了。我們一直在想辦法讓樣品臺‘不動’,但這不可能。
“我們應該換個思路??如果樣品臺一定會動,那我們能不能讓我們的‘尺子’,也跟着它一起動?”
“跟着動?怎麼動?”
“在樣品上,手動刻一個‘錨點。”
“你瘋了?”
孫婧瞬間明白了林允寧的意圖,“這是單晶襯底,應力很敏感,功率稍微大一點,整片樣品就廢了!而且你用什麼追蹤? CCD的像素精度夠嗎?”
“放心,”
林允寧回答得很冷靜,“功率我算過,用納秒脈衝,只燒蝕表面幾個原子層,不會造成體損傷。追蹤用軟件自帶的亞像素圖像識別算法,寫一個簡單的腳本就行,精度能到0.1個像素,足夠了。”
他說服了孫婧。深吸一口氣,坐回操作檯前,雙手放在了鍵盤和鼠標上。
他先是在軟件裏將激光功率調至安全閾值以下,然後小心翼翼地移動樣品臺,將光斑挪到遠離核心測量區域的一個邊緣位置。
接着,他調出計算器,快速輸入了幾個參數,算出了一個納秒級的脈衝時間和峯值功率。
做完了這些,林允寧才深吸一口氣,在軟件中將激光功率瞬間提到最大,同時用鼠標精準地在快門控制按鈕上,完成了一次精確到毫秒的點擊。
【心靈手巧 LV.1】的天賦,在此刻發揮到了極致。
“啪!”
一聲極輕的脆響,伴隨着屏幕上一閃而過的飽和白光。
操作完成。
他將功率調回正常,把光斑移回原位。
在顯微鏡的高倍視場下,樣品原本光滑如鏡的表面,多了一個幾乎無法用肉眼分辨的黑色燒蝕點。
“你這是......”
孫婧瞬間明白了的意圖,那雙好看的鳳眼之中,第一次露出了難以置信的震撼,“真在樣品上刻了個錨點?!”
“對。”
林允寧點了點頭,開始在控制軟件裏飛快地編寫一段簡單的追蹤腳本,“現在,無論樣品臺怎麼漂,軟件都會以這個錨點爲參照,實時修正探測光斑的位置,保證相對距離永遠不變。
“這就算一個乞丐版的主動反饋光路吧。”
他按下回車鍵,腳本開始運行。
屏幕上,奇蹟發生了。
那條之前四處漂移的光譜曲線,像是被一隻無形的手按住,瞬間穩定了下來!
“媽呀......”
孫婧驚訝的不知如何是好。
她呆呆地看着那條穩如磐石的曲線,又看了看身邊一臉平靜的林允寧,嘆了口氣:
“你這腦子......到底怎麼長的?這路子也太野了。”
她已經記不得這是第幾次,自己被這個少年天馬行空的思路驚到了。
“還行吧。”
林允寧隨口應了一句,終於開始了第一次正式的數據採集。
有了穩定的信號,後續的步驟勢如破竹。
十分鐘後,第一條清晰的、信噪比極佳的非平衡態拉曼光譜,出現在屏幕上。
“成了!”
孫婧激動地一拍手,“看看斯託克斯峯和反斯託克斯峯的強度比,趕緊把溫度算出來!”
林允寧點點頭,將光標移動到那兩個對稱分佈在零點兩側的信號峯上。
然而,當他讀出數據,並代入玻色-愛因斯坦分佈公式時,臉上的輕鬆表情,再次凝固了。
他盯着計算器上那個明顯錯誤的數字,反覆確認了幾遍,最終搖了搖頭。
“怎麼了?”
孫婧湊了過來。
“咱們的‘溫度計’失靈了。”
林允寧指着屏幕上那個微弱得幾乎要被噪聲淹沒的反斯託克斯峯,聲音因爲疲憊而有些沙啞,“你看,在低溫下,反斯託克斯散射的信號太弱了,信噪比不到3。用它來計算溫度,誤差至少在百分之五十以上,對咱們這個實
驗來說沒有意義。”
孫婧臉上的興奮也瞬間褪去。
她當然知道這個原理。
在低溫區,晶格中處於激發態的熱聲子數量呈指數級下降,反斯託克斯散射自然也就微弱得幾乎無法探測。
“這......這怎麼辦?”
她雖然束手無策,但還是期待地看着林允寧,希望他能創造些奇蹟。
“這沒辦法,物理極限。”
林允寧隨口說了一句,並不顯得如何沮喪。
他關掉了數據採集,靠在椅背上,長出了一口氣,“我們得想個別的辦法來測溫度。”
就在這時,實驗室的鬧鐘響了。
凌晨兩點五十五分。
“時間到了。”
孫婧看了一眼時間,無奈地聳了聳肩,“樓下那幫搞生物的,預約了後半夜用。咱們得撤了。”
她一邊收拾東西,一邊看着還在對着屏幕發呆的林允寧,半是挑戰半是玩笑地說道:
“我約了兩天之後的低溫拉曼時間,到時候你要是能想出個新‘溫度計’來,師姐我請你喫早飯。怎麼樣?”
林允寧看了看孫婧,點了點頭:
“好,一言爲定。