第1538章 周期性光学晶格

这确实超出了常规潜艇侦察的范畴。

但常浩南还是觉得没那么复杂。

“不是连人带船一起捞上来的么?”他疑惑道,“艇上军官总不至于全都守口如瓶吧?”

搁在70年前,这种死硬分子或许不少。

但这都2011年了,自卫队里面大多数都是日子人而已,否则也不可能这么轻易就上浮投降了。

“我们包括艇长在内的几名主要军官进行过交叉谈话。”郑良群回答,“基本可以确定,他们对这些额外的探测项目毫不知情,只是按照预设的程序启动设备,记录数据,包括出发之前,他们的上级也只说这是一次水下地形测绘任务。”

常浩南的表情变得古怪起来:“没有发现相关的探测仪器么?”

郑良群摇摇头:“苍龙号的艇艏和左舷侧几乎全毁,一时间看不出太多东西,再者……日方的意思是愿意在自贸协定上做出妥协,尽快达成协议,这个让步太快太大,我们的重点毕竟还是声呐和指挥系统,也来不及把艇上设备拆得太过分。”

这倒也十分正常。

很多设备并不起眼而且原理相近,只剩个残骸的话未必具备专一的指向性。

“总之,上级的意思是。”郑良群指了指硬盘,“把这些数据复制几份,送给包括你在内一批可靠的科学家,不设具体目标,只希望借助你们的广博学识,看看能否从这些碎片中解读出什么有价值的信息,算是死马当活马医。”

常浩南的好奇心终于被勾了起来。

一个潜艇艇长不知情的高度机密探测任务。

涵盖重力、磁场、粒子通量,这听起来确实像某种前沿的、甚至带点科幻色彩的探索。

他不再推辞,点头道:“明白了。我试试看。”随后起身,将硬盘连接到办公桌上另一台经过物理隔离的加密电脑上。

屏幕上很快显示出密密麻麻、结构复杂的文件夹和以长串数字、字母命名的数据文件。

正如郑良群所说,这已经是经过初步整理后的结果,原始数据更加杂乱无章。

常浩南快速浏览着文件列表和部分数据的预览。

他的手指在键盘上快速敲击,调出几个数据文件,打开内部结构查看。

郑良群和干事都屏息凝神地看着他。

“看这里,还有这里,这些数据的单位标注,和其数值范围以及后续计算模块的调用逻辑,存在明显的矛盾……”

几分钟后,常浩南指着屏幕上几行数据,对郑良群说:

“比如这个磁场梯度值,单位标的是nT/m,但数值大小和参与后续计算的系数,更像是基于mG(毫高斯)而设计的。”

他又调出另一个文件:

“再看这个粒子通量数据,文件头定义了一个叫‘Flux_Density’的字段,但单位栏却是空的。而处理这个字段的算法,明显需要一个时间积分才能得出有意义的物理量……”

“……”

郑良群一开始还飞快地在小本子上记录着,但很快就有点跟不上了。

“你等会儿,Flux……什么?”

常浩南摆摆手,示意这些不用记:

“我的重点是,写程序的人好像故意隐去了部分关键信息,留待后期进行去手动补全或者解读,这说明,这些数据的密级极高,高到连负责编写底层数据记录程序的部分技术人员,都可能不知道这些数据的真实含义和完整背景。”

他又找出另一个含有程序脚本片段的文件,高亮了其中两个词条,“Tokyo_Constant_A”和“Fusion_Threshold_B”:

“非要说的话,部分脚本里对物理常数的指代方式,以及一些独特的加密校验算法的风格,都很接近东京高能粒子融合研究所的习惯……当然这不能作为确凿证据,考虑到我刚刚的推测,完全有可能是程序设计者故意使用的障眼法,或者单纯是部分人员有相关教育背景。”

但郑良群还是认真记下:

“东京高能粒子融合研究所……这个信息很重要。”

然后重新抬起头:“那么……能不能看出他们在研究什么”

常浩南靠在椅背上,揉了揉眉心:

“你这就有点为难我了……我又不是神仙,单凭眼前这些零散、残缺、甚至可能被故意混淆的数据,哪可能倒推出一个研究项目方向?”

他摊了摊手,半开玩笑地说:“重力异常、磁场畸变、μ介子通量……这范围太广了,往小了说,可能就是在探测某种特殊的海底矿产,往大了说……研究宇宙大爆炸、寻找反物质,或者做量子纠缠试验……信息太少,可能性太多。”

郑良群自然不至于拿后面这些夸张的内容当真,他本来也是打算碰碰运气,并没有抱着一定要得到结果的想法:

“这块硬盘就先留在这里,万一哪天在研究中灵光一闪,或者发现了什么新的线索,可以随时比对查看。”

常浩南本来觉得有点小题大做,但考虑到其来源的敏感性和潜在的巨大未知价值,还是点头表示同意。

就在这时,办公室的门被突然敲响。

“进来。”

常浩南示意门口站着的一名警卫打开反锁的房门。

一身蓝色实验服的栗亚波出现在门口,手里还拿着一份文件。

看到办公室里有客人,特别是肩扛金星的郑良群,立刻在门口停住脚步,略显拘谨。

“常院士,你忙,我就不多打扰了。”郑良群本来也说完了正事,见状顺势借机告辞,“关于水下监听网络算法优化的事,我会让海工大的同志尽快联系你。”

他伸出手,再次与常浩南用力握了握,带着警卫和干事离开了。

送走郑良群一行,常浩南示意栗亚波进来:

“亚波,什么事?”

栗亚波走进来,将手中的报告递给常浩南:

“老师,负折射率金属基复合材料的研究……遇到了一些瓶颈。”

他语速很快,把手里的报告放到常浩南面前:

“我们按照您之前的思路,通过特定的化学合成路径和后续的强磁场极化处理,确实成功在几种铟基、镓基合金薄膜中观测到了明显的负折射率窗口,重复性也比之前用复合超材料(微纳结构拼装)的方案要好得多。”

常浩南对比了几个关键的数据,确实比目前流行的复合超材料更具优势。

“但是问题也很突出。”

栗亚波把报告翻到后面,指着一系列数据图表:

“负折射率效应极不稳定,对环境温度、湿度和电磁干扰异常敏感,稍微偏离最佳条件窗口……或者哪怕只是单纯过几秒钟时间就会消失或者大幅减弱……另外,还是最开始的那个问题,材料的实际光透过率很差,几乎不透明,很难找到什么真正的应用场景。”

常浩南接过报告,快速而专注地翻阅着。

实验数据详实,问题分析到位,栗亚波的工作做得相当扎实。

他尤其关注材料结构表征的部分,上面有高分辨率电镜照片,显示着那些经过特殊处理和磁化后,在材料内部形成的、具有特定周期性排列的微观光学晶格。

这些晶格,正是产生负折射现象的关键。

看着那些在电镜下清晰可见、排列却仍显“机械”和不够完美的晶格结构,常浩南的思维突然好像被一道闪电击中。

他猛地抬起头,手指用力点在报告的电镜照片上:“这些人工诱导的周期性晶格,本质上还是在‘模仿’光子晶体的结构!我们还是在用‘做工程’的思路,试图在微观世界‘搭建’一个完美的光学结构。”

栗亚波一愣,没完全明白老师的意思。

常浩南深吸一口气:“我们一直在追求材料本身的结构完美,想尽办法减少缺陷,提高晶格排列的规整度……这就像在沙滩上想用沙子堆砌一座毫无瑕疵的微型城堡,难度可想而知,一阵微风就能摧毁它。”

本质上,栗亚波目前的操作仍然是沿着超材料的思路前进。

但人工复合材料再怎么精巧,也总比不上粒子的自发行为。

就像是由质子、中子和电子组成原子,再由原子组成分子那样——

如果能对传播光的粒子逐个进行模拟,就很可能获得一个稳定性超强的结果。

不过在那之前,他还有一些细节需要亲自确认。

“走!”常浩南抓起桌上的报告,大手一挥,脸上是久违的、纯粹属于探索者的兴奋,“先去一趟材料表征实验室!”

(本章完)

第1539章 原子阵列

几小时后,当天深夜。

常浩南俯身在一台精密的原位光学测量设备前,透过观察窗,紧盯着内部激光干涉仪投射出的光斑变化。

栗亚波则在一旁操作着电脑,屏幕上实时绘制着材料折射率随激光波长变化的曲线。

“老师您看,12A-03号样品现在表现出的负折射率窗口非常清晰,就在这个近红外波段。”栗亚波指着屏幕上陡然下探到负值区域的曲线。

常浩南微微点头,但表情中的喜悦却转瞬即逝:“其他几个呢?”

“12A-01和12A-04都失败了,没有出现负区。12A-02刚开始有微弱负值,但很快就消失了……”栗亚波快速切换着数据流,“12A-05和12A-03出现的时间差不多,但波动情况很不乐观……”

如同栗亚波报告的那样,六份刚完成强磁场极化处理的金属基薄膜样品,只有四份暂时显现了负折射现象。

而其中三份,如同被戳破的气泡,在几分钟内,屏幕上的负折射信号便剧烈波动,最终彻底消失,曲线回归到平庸的正值区域。

只有一份样品,编号A3,其负折射特性顽强地维持着,虽然强度也在缓慢衰减。

“三十分钟了,A-3还在坚持,这已经是我们近期最好的结果之一。”栗亚波摘掉眼镜,揉了揉鼻梁两侧。

他的声音带着些许疲惫,但更多还是无奈。“我们试过重复磁化失效的样品,每次结果……就像是在抽签。”

“结果没有可重复性,是吧?”

常浩南知道负折射率材料的研制绝非一日之功,也不是自己前一阶段的工作重点,但每个月的例行报告他还是全都认真看过的。

“是啊……”栗亚波在电脑上打开了一个文件夹,里面是以样品编号命名的、密密麻麻的一大片数据文件。

鼠标滚轮滚动好几次都翻不到底。

“从接手这个项目以来,我总共做过九百多次有效测试,其中只有两次维持到了七天,当然最终还是失效了。”他叹了口气,“更麻烦的问题是,每次结束后的具体结果都不相同,上一次成功表现出负折射特性的样品,很可能到了下一次试验就转化失败,有时候想分析都无从下手。”

“把那些失败和相对稳定的样品,所有的透射电镜(TEM)表征结果调出来。”常浩南站起身,简单活动了一下身体,“对比一下这两类样品的区别。”

栗亚波迅速操作电脑,打开了几个成像文件。

常浩南凑上前来,想要看看微观结构的差异。

但其中大约一半图像都并不清晰,很难看出什么有价值的东西。

“成像效果确实不太理想。”栗亚波主动解释道,“其实那些最不稳定的样品,在做完原位折射率测量后,特性就基本已经没了,根本没机会做TEM……我们能做的,都是相对坚持久一点的。”

屏幕上快速闪过一张张高分辨TEM图像,显示着材料内部人工诱导出的、具有特定周期性的晶格结构。

常浩南飞速浏览,眉头紧锁。

图像分辨率虽高,但那些真正游离、未定域的原子或电子,在静态的TEM图像中如同隐形,无法捕捉到它们动态的缺陷或排列的瑕疵。

他想要观察的“缺陷”对比,在现有的表征结果里则几乎不存在。

“老师,您是不是有了新的思路?”

栗亚波敏锐地察觉到了常浩南那正在涌动的思绪。

“嗯……”常浩南点点头,“刚才在办公室的时候我说过,人工诱导周期性晶格的思路类似在沙滩上搭积木,一阵风就倒。”

栗亚波一脸认同:“确实如此,包括最开始从那台发动机上取下来的样本,也在大约二十天后彻底失去了特性。”

“那么。”常浩南的语气兴奋起来,“为什么我们不换一种思路?为什么不让材料自己组织起来?”

“自己组织?”

栗亚波疑惑地重复。

“对!”常浩南从旁边扯过一张纸,“利用光场本身!用特定波长、特定模式、足够强的相干光去‘驱动’材料中的原子或电子!不是我们人为地给它们设定晶格位置,而是让它们在光场的作用下,通过相互作用,自发地、集体地调整自己的状态,形成一个动态的、稳定的、与光场共振的超晶格!”

一边说着,一边还在纸上画出了几个光子激发的示意图:

“想想玻色-爱因斯坦凝聚!想想超流态!那都是粒子在低温下‘集体行动’的宏观量子现象!”

他的思路越来越清晰,语速也越来越快:

“能不能在特定的材料体系里,在光场的指挥下,诱导出某种类似的……光学超流态?让原子不再各自为战,而是作为一个整体,对光做出响应?这样形成的介质,理论上可以完全没有制造缺陷,是原始而纯净的!它的光学特性,可能远超我们现在的想象!”

这个想法大胆而充满颠覆性,让栗亚波一时间听得目瞪口呆。

好在他很快就回过神来,并意识到这个思路确实跳出了材料设计的传统框架,直指原子操控的核心!

但构建原子阵列的难度极大,至少目前还没有一种成功率很高的操作方式。

因此,不太可能直接验证常浩南猜想的可行性。

只有反过来。

“也就是说,我们现在要证明,样品的不稳定是源于原子层面的缺陷?”

“没错,正是关键!”常浩南对着屏幕上的模糊电镜图点了两下,“最好能直接看见那些更不稳定的样品里,原子排布更乱,缺陷更多,而相对稳定的则缺陷更少。只是现在的透射电镜结果,还无法满足这一点。”

TEM本来就无法表征游离态原子,并且成像结果也是投射在二维平面上的,很难满足如此苛刻且奇特的要求。

两人陷入了短暂的沉默。实验室里只有仪器低沉的嗡鸣。

“或许……原子探针层析技术(APT)?”常浩南突然开口,打破了寂静,“它能保留单个原子的成分和位置信息!亚波,你之前做过APT表征吗?”

至少最近几期报告里,他不记得有APT相关结果。

“只对早期的几批样品做过……APT成本太高,耗时长,而且它只给原子的三维位置和成分,没有晶格结构信息,对我们之前的研究帮助不大。”栗亚波挠了挠头,“好在数据还都存着。”

“快,调出来!”常浩南立刻下令,“和同一样品的透射电镜结果对比着看!”

数据被迅速调出,两个窗口并排显示:左边是APT输出的原子位置三维点云图,色彩斑斓代表不同元素;右边是同一样品区域的透射电镜图像。

两人屏息凝视,试图将两幅图景进行叠加。

然而,失望很快袭来。

APT的点云图在三维空间上存在明显的局部扭曲和拉伸,与透射电镜图像中显示的晶格结构无法严丝合缝地互洽。

“畸变太严重了,”栗亚波皱眉,“完全对不上……就算选择几个归零点勉强做一下拉伸,结果也会完全失去可靠性。”

房间里再次安静下来。

“要不……试试用算法校正APT数据……试着拟合一下?”

栗亚波满怀希冀地看向旁边的常浩南。

在他眼中,自家老板在算法领域的能力堪称一绝,曾经无数次化腐朽为神奇。

然而这一次,常浩南却摇了摇头:

“难……两种设备不同,样品制备工艺不同,测量顺序也不同……四维坐标系都不一样,事后校正就像隔山打牛,误差只会越纠越大……”

说到这里,他突然顿住。

很快,一个新的念头破茧而出!

“除非……”常浩南深吸一口气,“除非能把透射电镜和原子探针,集成到一台设备里……”

“啊?”

栗亚波也不是显微结构表征领域的专家,听见这个提议直接就是一个发懵。

“在透射电镜下完成高分辨结构成像后,原位,就在同一个样品、同一个位置、同一个坐标系下,直接进行原子探针层析。”常浩南在屏幕上比划着,“这样就能用TEM清晰的晶格图像作为地图,去校正APT三维重构的局部畸变,输出一个空间完美匹配的叠加结果!”

栗亚波已经习惯了这种知识流过大脑皮层的感觉,他很快忽略了自己不懂的细节部分,快速思考着技术路径的可行性:

“但工程上……”他面露难色,“咱们实验室现有的TEM和APT都是进口的……国产TEM刚起步,就那么几个型号,分辨率也不够顶尖,至于三维原子探针……国内根本还没有商品化型号,上哪去定制这样一台超级设备?”

显微结构表征领域的四大巨头有三个来自北美,一个来自日本。

因此,尽管瓦森纳协议早在十几年前就名存实亡,但华夏方面一直以来也只能拿到产品,却很难触及到核心技术,研究起步也相对较晚。

“设备不是问题!”常浩南斩钉截铁,“虽然负折射材料的研究本身是绝密,但这台设备其实没那么敏感……”

(本章完)

重新连接服务器...

连接失败... 将在 秒后重新尝试连接.

连接失败.
请刷新此页面.

此会话被服务器暂停.

恢复会话失败.
请重试或者刷新此页面.