第530章 物理学短板 二 经验包来了
然而，科研进展却十分缓慢。
想要在Mn3Sn上激发QAHE，就必须跨过一道极其残酷的物理门槛——降维。
因为QAHE的本质是“边缘态导电”。如果是一大块三维的Mn3Sn，材料内部庞大的体电流就会直接把边缘的无损耗电流给短路掉。只有把材料狠狠削薄，降维到仅有几个原子层厚度的“二维薄膜”级别，才能逼迫电子乖乖地只在边缘的“零电阻高速公路”上跑。
但绝望的地方恰恰就在这里。
只要材料的厚度降到仅几个原子厚度的极限，表面的原子结构就会发生重构——翻译成人话就是：材料太薄了，表面那几层原子失去了上下层兄弟的拉扯约束，为了寻找更舒服的受力位置，它们就不愿意继续按照原来的队形站队了。
原本Mn3Sn内部的原子排列，像一个完美咬合的三角结构。它之所以拥有奇异的拓扑性质，很大程度上依赖这种三角结构带来的C3旋转对称性，也就是转120度之后，它看起来仍然和原来一模一样。
这种对称性，就是支撑拓扑量子态的钢铁骨架。
一旦重构发生，原子队形一乱，精密的C3旋转对称性就被破坏了。对称性一破，那些赋予材料拓扑性质的深层几何结构就彻底坍塌，整个二维膜瞬间退化成了普通的金属。原本希望是零电阻的量子导体，转眼又变回了会发热、有电阻的废料。
……
全世界的顶尖实验室都在尝试不同的生长条件、不同的稀土掺杂，试图保住那脆弱的对称性，但无一例外，全部没什么进展。
所谓改变生长条件，就是调控材料在衬底上“长出来”的全过程。比如温度高一点还是低一点，蒸发源的通量快一点还是慢一点，衬底选蓝宝石、钛酸锶还是别的晶格匹配材料，生长时的真空度、退火时间、冷却速率——每一个参数都可能影响表面原子最终站在哪个位置。
至于掺杂，则是往原本的材料里塞进少量别的元素。物理学家的想法也很朴素：既然表面原子容易乱跑，那能不能塞一点稀土元素或者重元素进去，像给房梁加支撑一样，把原本快要散架的晶格结构钉住？又或者通过掺杂调整费米能级，把电子态推到最适合QAHE出现的位置？
理论上，这些方法都有希望。但现实非常残酷。掺少了，没效果；掺多了，材料直接变脏。有的元素能稳住结构，却破坏拓扑能带；有的元素能打开能隙，却引入额外散射；有的样品今天测出来像是有希望，明天换一炉，结果就完全不复现。
说白了，科研手段再先进，面对这种材料底层的相变，本质上依然是在用人力和时间去盲目试错。
因为这不是一个可以通过改进工艺来解决的问题，这是材料底层热力学和对称性的硬约束。想要违抗热力学第二定律，光靠实验技巧是不够的——你需要数学。
需要一个人，能从对称群的视角看透这个问题的本质，能设计出数学上的完美陷阱，去对抗不可逆的结构相变。
遗憾的是，过去一年里，李丁平院士其实曾试过和几位数学家合作。但大多数数学家要么对凝聚态物理的具体细节不感兴趣，要么虽然感兴趣但缺乏那种能看穿物理本质的直觉。合作最终都以无疾而终告终。
……
直到最近，李丁平听说徐辰那边的课题组刚刚结题，整组人还放了个长假。
听到这个消息时，李院士足足沉默了十几秒。
如果真要找一个有可能找到解法的人，那徐辰必然是最佳人选。
只不过，如今的徐辰早已不是一年前那个可以随便使唤的外援了。
李丁平站在MBE设备前，深吸了一口气，最终狠狠地咬了咬牙，给自己做足了心理建设。
去他娘的面子！
真要是能把室温QAHE这条路给蹚出来，刷刷老脸怎么了！
就算请不动这尊大佛，过去套套近乎、交流几句，总没坏处吧？
想到这，这位老院士果断脱下了白大褂，转身走出了实验室，朝着未名湖对面的数学中心大步走去。
……
李丁平院士敲开徐辰办公室门的时候，徐辰正坐在宽大的办公桌后，对着满桌散乱的A4纸发呆。
那些纸上密密麻麻画满了流体力学边界层分离的涡流模型，以及对应的微局部分析框架。
看到来人，徐辰微微一愣，随即心里不由得一乐：“诶，这不是我的物理经验包……哦不，是李丁平李老师来了么。”
徐辰站起身来迎了上去：“李院士？您怎么来了。”
李院士面带微笑，客套地寒暄了起来：“徐教授啊，好久没见了。我这正好路过，就顺便过来看看。没有打扰你的研究吧？”
“李院士你这就见外了哈，我这随时欢迎啊，正好我这边最近也算告一段落了。“徐辰一边说，一边招呼李院士在沙发上坐下，顺手倒了杯茶。
两人寒暄了一阵，回忆起了一年前合作Mn₃Sn反常霍尔效应那段时光。李院士话里话外地感慨，说那段合作有多高效，数学的力量是如何在瞬间就化解了物理学的困顿。言辞间满是对徐辰的推崇，仿佛在铺垫什么。
徐辰心中早已看穿了李院士的来意，这位泰斗级人物不会无缘无故来访，定是又遇到了新的难题。不过大家确实许久未见，当年在李院士组里薅经验也薅得挺爽，所以徐辰依然保持着小辈的客气，耐心地听着。
……
“说起来，这一年多我可是天天盼着你能再来咱们物院转转啊。”李院士捧着茶杯，长长地叹了口气，语气里透着几分无奈和试探，“想当初咱们合作那个Mn₃Sn项目，你那神来之笔的数学推导，直接把我们这帮人从死胡同里拉了出来。现在想想……唉，没了数学指路，我们这帮搞实验的简直就像是蒙着眼睛在悬崖边上乱撞。”
李丁平一边诉苦，一边拿余光悄悄打量着徐辰的神色。他今天来可是做足了心理建设的，这话说得三分是真情流露，七分是高帽猛戴。
他心里盘算得很清楚：要是徐辰顺着话茬问了，那一切自然水到渠成；要是徐辰装傻充愣不接茬，那他就只能舍下这张老脸来求人了。
徐辰端着茶杯的手微微一顿，心想这位李院士哪里是来找他叙旧的，分明是又遇到难啃的骨头了。
不过徐辰正愁物理学等级没法快速提升，李院士这可是送上门的经验包啊！
想到这，徐辰嘴角勾起一抹恰到好处的温和笑意：“李老师，您这话就太折煞我了。大家都是为了科学探索嘛。听您这意思，最近实验室里又遇到什么棘手的麻烦了？要是不涉及机密的话，不如说来听听？我看看在数学上能不能帮着出点主意。”
此话一出，李丁平的眼睛瞬间亮了，眼底爆发出阵阵精光，那看徐辰的眼神，热烈得简直就像是在看自家的宝贝大孙子。
……
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