/p>
王思远尝试用已有的拓扑表面态模型进行拟合,但总是差强人意,无法完美重现实验曲线的细节,尤其是那个振荡的尾巴。
组会上,大家讨论了很久,提出了几种可能性,如可能存在多种载流子贡献、磁无序的影响、或者测量中的某种未知artifacts(假象),但都缺乏决定性的证据。
张诚坐在会议室的角落,认真地听着大家的争论,目光紧紧盯着投影屏幕上那幅看似“丑陋”
、不符合常规理论的实验曲线。
他的大脑在飞运转,将听到的物理讨论与他近期恶补的知识,以及他那强大的数学直觉进行关联。
“振荡……非单调……特定温度和磁场……”
他喃喃自语。
忽然,他脑海中闪过在数学领域处理过的、关于非均匀介质中波动传播和特定边界条件下本征值问题的某些技巧。
一个念头如同火花般闪现:这种振荡,会不会不是噪声,而是某种内在的、由拓扑非平庸的能带结构和外加磁场共同导致的(类似于朗道能级量化与贝里相位干涉的复杂体现),只是其表现形式因为材料的无序、掺杂以及有限的样品尺寸而被掩盖和扭曲了?
组会结束后,他鼓起勇气,找到了正在电脑前对着数据愁的王思远。
“王师兄,关于刚才那个霍尔电阻的异常数据,我……我有一个不成熟的想法。”
王思远抬起头,看到是张诚,眉头微不可察地皱了一下,语气有些敷衍:“哦?什么想法?”
“我在想,我们是不是可以尝试换一个角度,不直接拟合整个曲线,而是先通过数学方法,比如奇异值分解(svd)或者小波分析,将实验数据中的不同成分分离出来。
或许能先把那个振荡的信号‘提取’出来,分析它的特征频率和幅值随磁场、温度的变化规律。
然后,再结合拓扑绝缘体在磁场下的理论模型,看看这个分离出来的振荡信号,是否对应着某种特定的物理模式,比如与表面态狄拉克锥相关的量子极限行为或者某种磁致拓扑相变的临界涨落……”
张诚尽量用平实的语言描述着自己的想法,避免使用过于数学化的术语,但核心思路清晰可见——用数学工具作为“探针”
和“过滤器”
,去剖析复杂的实验数据,揭示其背后可能隐藏的物理机制。
王思远起初有些不以为然,但听着听着,脸上的敷衍之色渐渐褪去,取而代之的是一丝惊讶和思索。
张诚提出的方法,虽然不是物理上的直接解释,但却提供了一个全新的、技术上可行的分析思路!
这恰恰是他们之前忽略的。
他们习惯于用物理模型去套数据,而当模型失效时,往往陷入对模型修修补补或者怀疑数据质量的循环,却很少想到先用更纯粹的数学手段去“解构”
数据本身。
“奇异值分解……小波分析……”
王思远重复着这两个词,眼神亮了起来,“对啊!
我们可以试试!
看看能不能把那该死的振荡信号剥离出来,看看它到底是不是有规律的!”
他立刻打开atb,开始尝试张诚建议的方法。
张诚也凑到旁边,凭借着对算法和编程的熟悉,不时提出一些具体的实现建议。
经过几个小时的调试和运算,他们成功地从原始数据中分离出了一个相对清晰的振荡信号分量。
分析这个分量的行为,他们现其振荡周期与磁场强度存在某种反比关系,这强烈暗示了其量子起源!
这一现,让王思远对张诚刮目相看。
他不再将张诚视为一个需要照顾的小孩,而是一个可以平等交流、甚至能带来启的合作者。
他主动与张诚讨论起后续的分析方案,并开始向他解释更多相关的物理背景。
关键的突破,生在后续的深入研究阶段。
分离出振荡信号只是第一步,更重要的是理解其物理起源。
王思远和张诚合作,试图将这一信号与各种可能的理论模型进行对比。
然而,进展依然缓慢。
现有的、描述拓扑绝缘体磁输运的简化模型,依然无法完美解释所有细节,尤其是振荡幅度随温度变化的奇异行为。
张诚再次陷入了沉思。
他意识到,问题可能出在模型的“简化”
