实验物理,需要动手,需要分析大量的、有时甚至是混乱的数据。
你的数学能力或许有用,但前提是你能理解我们面对的物理问题。”
“陈教授,您好。
我明白。”
张诚不卑不亢地回答,“我正在系统学习物理基础课程。
我希望能从基础做起,学习实验技能,了解研究思路。
或许,在数据处理和理论模型方面,我能提供一些不同的视角。”
陈教授沉吟了片刻。
让一个九岁的孩子,哪怕是天才,直接参与核心研究,听起来确实有些天方夜谭。
但想到两位院士的推荐,以及张诚那早已传开的、解决数学难题的能力,他决定给一个机会。
“好吧。
你可以先跟着课题组,做一些辅助性的工作。
主要是熟悉实验室安全规范,学习一些基本的样品表征和测量设备的操作,帮助博士生们整理和处理初步的实验数据。”
陈教授说道,“但是,你必须严格遵守实验室的一切规定,绝对保证安全!
而且,一切要以课题组博士生的指导为准,不能擅自操作贵重仪器。”
“我明白,谢谢陈教授!”
张诚心中一定,这第一步,总算迈出去了。
就这样,张诚正式以“科研助理”
(名义上的)的身份,加入了陈念桥教授的课题组。
课题组里有三位主要的博士生:负责材料合成与结构表征的沉稳大师兄李健,主要负责极低温强磁场下电输运测量的、干练的师姐孙薇,以及侧重于理论计算和模型分析的、略带书卷气的师兄王思远。
起初,张诚的处境颇为尴尬和困难。
他的年龄和体型在实验室里显得格格不入。
虽然李健和孙薇看在教授的面子上,对他还算客气,但也仅限于让他帮忙传递一下工具、记录一些简单的读数、或者用电脑软件绘制一些基础的数据图表。
更核心的样品制备、精密测量设备的操作、以及数据的深度分析,根本不会让他插手。
王思远则对他这个“数学神童”
的头衔有些不服气,觉得物理研究自有其范式,数学好未必能直接转化为物理洞察力。
张诚遇到的第一个困难,是知识与经验的壁垒。
他系统学习物理才刚开始,很多凝聚态物理的专业概念,如“拓扑序”
、“贝里曲率”
、“自旋-轨道耦合”
、“量子振荡”
等,对他而言还非常陌生。
实验室里那些昂贵的设备——分子束外延系统(用于生长高质量薄膜)、综合物性测量系统(pps,可提供极低温和强磁场环境)、扫描隧道显微镜(st)等,其工作原理和操作复杂性,更是远他之前的想象。
他感觉自己像个局外人,只能在外围打转,根本无法触及项目的核心,更别提挥什么“关键作用”
了。
他并没有气馁。
系统任务带来的压力转化为了强大的动力。
他更加拼命地学习。
白天,他在实验室里仔细观察师兄师姐的操作,不厌其烦地询问各种仪器的原理和注意事项(尽管有时会遭到王思远略带不耐烦的白眼),认真记录每一个实验细节。
晚上,他回到北大书房,疯狂地恶补凝聚态物理的知识,阅读陈教授课题组表的既往论文,查阅拓扑绝缘体相关的综述和专着,试图理解他们正在追寻的科学目标。
第二个困难,是信任的建立。
一个九岁的孩子,想要赢得一群顶尖高校博士生的真正认可,谈何容易。
尽管他学习态度认真,但最初他提出的问题,在孙薇和李健看来,往往显得有些“初级”
甚至“不得要领”
。
王思远更是偶尔会抛出一些涉及更深层物理图像的问题,隐隐有考校之意。
张诚深知,空有数学之名无用,他必须展现出实实在在的价值。
转机出现在一次组会之后。
课题组在分析一批新合成的薄膜样品在pps中测得的磁电阻数据时,遇到了一个令人困惑的现象:在某个特定的温度区间和磁场方向下,材料的霍尔电阻出现了一种非单调的、带有轻微振荡的异常行为。
这无法用简单的经典输运模型解释。<
