第十五章 实验室
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研究生办公室在理科楼的三楼,这栋建筑不论是外观还是内部装潢都和旧物理楼大相径庭。它的俯视图是“回”字形,外侧看起来方方正正,内侧一个立面有着巨大的玻璃幕墙,下面是个种着草皮和矮树小花园,整体给人的观感十分通透。
周末发了邮件之后老师让我去找一位他实验室的博士生师兄,名字叫做寇伏波。抵达办公室门口的时候寇师兄已经在那里等了,他看见我之后非常热情地打起招呼。
“方成是吧,欢迎欢迎!”
这位博士生中等身高,略微有点胖,头发和我一样微微带点卷,脸却刮得干干净净。第一次见面他穿着格子衬衫和牛仔裤,整体看来虽然说不上光彩照人但却很整洁。
“谷老师跟我说过了,你是你们这届最优秀的学生,和那个女生一样。”
谷老师全名叫谷铁鹏,是物理系的另一位大牛,是做凝聚态物理的。所谓的凝聚态物理大概就是研究所有固体和液体性质的学科,磁学当然也是其中一个方向。
“师兄好。我带了点我们那特产的烤鱼片,可以分给组里的同学吃。”毕竟要跟他学很多东西,我想留个好印象。
“哎呦,你还带礼物啊,就放办公室门口吧好让大家一起吃。今天你有什么计划吗?要不然我带你看看仪器?”
“本科生也不会有什么计划吧……”
不对,她可能会有。
“之前那个女生进组的时候已经有要做的工作了,谷老师都觉得很惊讶,当然了没有想法才是正常的,现在还年轻嘛。”
我跟着他穿过明亮的走廊,玻璃幕墙外春光正好。
“她在测那个叫自组织的现象吗?”
“你知道啊。她说她在验证一个什么理论,所以要亲手搞些数据。其实她完全可以把实验交给我们做,然后专心去推公式的。”
我脑子里浮现出那个女生在上非常无聊的普通物理实验课的时候两眼放光的样子,不让亲手做那不是要她的命吗。
“这一间屋子是磁控溅射实验室。”
我们走到内侧的一个房间,它用两层墙壁和走廊完全隔开,开在墙壁上的两层窗户可以看见里面正在运转的仪器,却听不见它们发出的任何声音。
“我们进去看看吧,现在里面也没什么人。”
“直接进去吗……不用穿白大褂吗?”
“只是操作溅射台的话是可以不穿的,这种仪器全自动工作,只需要把样品的基底推进去就可以了。”
我回想起来在有些作品里面,作者想象出来的科研人员不论什么专业必定24小时套着白大褂,但是下半身却穿着绝对不符合安全规定的短裙丝袜,还在实验室披头散发的,这未免也太滑稽了。
当然,设计成那样的作者或许不懂科研,但是一定很懂市场。
我们就这样依次参观了溅射台、超净间(没进去)、打线机、激光实验室和微波实验室。周一的实验楼里安静而忙碌,我不好意思太打扰正在工作的人,一直在边上静静地边听边记录。
“总之流程就是这样,先用溅射台生长出平整的磁性材料,然后到超净间刻蚀出我们想要的形状和结构,然后在打线机打上外接电路的铝制导线,最后就可以送到各种实验室进行测量了。”
之前的那些那些参观过的地方没有出现艾碧水,可能她今天不在这吧。
“哦对,还差一个屋子。跟我回三楼。”
那是研究生办公室边上的一个不大的隔间,门口却贴着一个很长的铭牌。
磁光克尔实验室(magneto-optic Kerr Effect Laboratory)
“这里是磁光克尔实验室,我们都简称为moKE Room。”师兄站在门口跟我说,“进去吧,这屋子稍微有点乱,毕竟经常有人干活的地方没办法一直保持整洁的。”
熵增原理。
这屋子有一间小卧室那么大,墙边摆着铁质的试验台和木质的书桌,桌子前面有一架陈旧的电脑椅。房间的正中央是用于隔绝震动的厚重光学平台,上面立着一架半米高的特殊光学显微镜。显微镜的载物台上就是做好的测试样品,从样品上接出来的导线在屋里四面开花,连接着各种各样的仪器。
这里绝对不是“稍微有点乱”,试验台、桌子上、地上摆着各种各样的杂物:形态各异的螺丝螺母、大小不一的样品盒、杂乱堆着的绝缘手套、积满尘土的音箱、像垃圾一样扔着的显示器和电脑主机,还有墙边垒在架子上的电压电流源、锁相放大器……
不过我一眼就看见了杂物堆中心盘着头发的艾碧水,她上身穿着绿松石色的简洁卫衣,下身是淡蓝色的修身牛仔裤,和在教室里一样坐在对着窗户的桌子前专心打字。
阳光再次不偏不倚地照在她身上,这个构图让我想到森林里的精灵。
“碧水你在啊,你给方成介绍一下呗,这里你都比我熟了。”
我的大脑对这个亲昵的称呼产生了剧烈的应激反应。
“我老婆刚刚跟我打电话说我家小宝宝出了点事情,得先失陪下了。”
应激反应消失了。这个师兄结婚好早啊……
。。。
艾碧水转头看了一眼露出了一个礼貌的笑脸,跟师兄挥挥手打了个招呼。
“你们之间都直接叫名字吗?”
“不是都这样吗?师兄之前去国外访学过,一个组里都是直接喊名字的。嗯……中国人是可能会有点不好意思吧。”确实,又不是日本人,叫个名字也没什么。
“不过你怎么想起来到这个实验室了啊?”
艾碧水一边向中间的显微镜走去一边说,我也凑了过去。
“这不是……年前你跟我说过的啊,就感觉有点好奇。”
她显然会问这个问题,幸好有标准答案。
“嗯……那我给你说说这个大显微镜吧,它叫磁光克尔显微镜,我们把它简称为moKE image。”
她说着走到那堆铁盒子中间打开一个像是电源的按钮,摆在光学平台上的显示屏展现出些深浅不一的黑白形状。
“这个屏幕上是从显微镜里面传出来的实时图像,这样就不需要对着目镜看了。”
她戴上桌子上的绝缘手套,熟练地打开了几个旋钮和开关,机器开始嗡鸣。
“这是循环冷却水的声音。”
显示屏上的白色斑块扩张变形,吞噬着黑色的领地。
“我们之前吃饭的时候说过吧,磁性材料内部是具有结构的,可以认为一个大磁体内部有众多具有南北极的小磁铁,它们被称之为自旋。”
我回忆着年前的对话内容,记忆早已模糊了。
“其实自旋的数量非常多,可以形成的结构非常复杂。”她一只手指向显示屏。
“这些颜色深浅不一的板块就是方向不同的自旋,它们代表了不同的局部磁场。把这种取向转化成颜色的效益就是克尔效应。”
她一边说一边开始旋转电流源的按钮,屏幕上的颜色随着她旋转的方向黑白交替地变化着。
“我通过改变通入的电流改变了材料的磁性,这种改变就通过克尔效应直观地展现在屏幕上了。”
“也就是说我们可以实时从这里观测自旋的转动和相互作用。”
和红外夜视仪把热转换成可见光类似,克尔显微镜是把磁场转化为可见光。
“可以这么认为,不过真正的自旋比屏幕上的像素点还要小。”
她大概觉得演示结束了,按照操作流程关闭了仪器,最后关掉水冷循环。
“唉,这个屋子好乱啊。”
我看到光学平台远端有几大盘铜线,有些是裸露的有些是漆包线,大概是桌子上塞不下就先放这里了。师兄跟我说铜线主要是用来缠线圈的。
“对了,师兄说过有些地方不能动,比如这里。”我顺着她的手指看到了一个巴掌大的金属块。
“这是一块钕铁硼,是世界上最强力的永磁体,手指被它夹到可能会骨折。”
说着她拎起扳手对它狠狠敲了一下,纹丝不动。
“还有就是地上那个电磁铁。”
地面上摆着一个一米高的圆形电磁铁,是通过对盘形的铜导线通电流而产生磁场的。
“不能碰这个电磁铁是因为……它年纪大了已经很不结实了,可能会散架。”