第299章 这就是材料学的魅力 (第1/3页)
南方科技大学,化学实验室,
实验室里弥漫着一股特殊的味道,是液氮的冷冽与仪器散发的微弱臭氧混合的气息。
陈辉站在中央控制台前,深吸了一口气,目光紧紧锁定在面前巨大的显示屏,屏幕上,一个复杂的三维分子结构正在缓缓旋转,泛着幽蓝色的微光,这是他将所有数据训练后得到的第一个材料结构。
“第一次生成序列启动。”
旁边,薛祁昆教授的声音响起。
命令下达,环绕四周的精密合成装置嗡鸣起来。
高能激光器阵列发出低吼,将精准的能量束投射到悬浮在真空腔体内的原料基底上。
旁边的数个坩埚中,特定的镍、磷、铅盐粉末正被极高温加热,化为蒸气流,等待被引入反应腔进行原子级别的打印。
根据模型计算出的结构,正控制着这无比复杂的舞蹈。
陈辉紧盯着屏幕上的进度条和实时反馈的数据流,一切似乎都在按预想进行,原子按照模型生成的蓝图一个个被放置到预定位置。
突然,刺耳的警报声撕裂了空气!
屏幕上,代表结构稳定性的曲线骤然跳水,跌穿红线。
真空腔内部,传来一声细微但清晰的“噼啪”声。
“结构崩塌!第3区晶格畸变!”
看着屏幕上显示的数据,陈辉皱起眉头。
第一次尝试,显然已经失败。
反应腔内只剩下一团灰黑色的、结构无序的杂质。
失败是意料之中的事情,陈辉并没有因为这次的失败而感到沮丧,他来到总控台,屏幕上,刚才那失败过程的庞大数据流开始倒带重放,速度被放慢了数十倍。
无数条代表不同参数的曲线,能量流强度、原子沉积速率、基底温度、真空度、晶格应力,交织成一幅复杂动态的图谱。
陈辉的目光像鹰隼一样锐利,快速扫过这些跳跃的数字和波形。他的手指在虚拟控制台上滑动、放大、聚焦。
“停!”他突然命令。
画面定格在结构崩塌前0.38秒。
“这里,”他指向其中一条代表局部晶格应力的曲线,它正在悄无声息地攀升,很快就超过了模型预设的安全阈值,但其他大多数参数看起来依旧正常。
“能量束校准微偏了0.05微弧度,导致了第3区原子沉积的动量矢量发生了极小角度的偏差。”
陈辉一边说,一边快速调出模型生成的结构图进行比对。
“看模型的计算,”他将蓝图的一个局部放大,那是一个需要极其精确的镍磷键合点,“模型要求在此处形成的是特定角度的共价键,能量和角度都必须完美。
我们的执行器,那台高能激光器理论上能做到,但在实际运行中,有一个微小的、我们之前未检测到的周期性能量抖动。”
他调出了激光器自身的诊断日志,果然,在一个毫秒级的时间尺度上,发现了极其细微的功率波动。
这个波动在大多数常规材料合成中可以被忽略,但对于模型所要求的、这种原子级别精准搭建的超导结构来说,却是致命的。
“就像用一把理论上绝对精准的刻刀雕刻,但握刀的手有一丝无法察觉的颤抖。”陈辉喃喃自语,眼神却越来越亮,“每一次抖动,都让一个原子没有落在最理想的位置上,偏差累积起来,就像搭积木时有一块稍微歪了一点,最终导致整个精巧的结构在即将完成时,因为内部应力过大而……崩溃。”
他明白了。
问题不在于模型生成的结构图有误,结构图或许是完美且自洽的,问题出在现实世界与理想模型之间的那道微小缝隙。
模型的指令是基于物理法则的理想环境,但它发出的指令,需要由现实中存在固有精度极限和误差的设备来执行,激光器不够完美,环境控制系统无法完全屏蔽所有微观扰动。
“第一次失败的原因,是执行器的微观精度不足以完全实现模型指令的极致要求。”他得出了结论,语气平静却带着一丝明悟,“模型跑得太快,硬件有点跟不上了。”
这个发现并没有让他气馁,反而为他指明了方向。
要么提升硬件精度到近乎变态的程度,要么……就让模型学会妥协,在设计结构时,将现有设备的这些微小误差和波动作为边界条件考虑进去,生成一个在不完美世界里也能稳健合成的、更具容错性的结构图。
……
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