接下来的两天,叶辰在王研究员的陪同下,如同海绵吸水般,快速熟悉着项目组的环境和背景资料。他接触到的虽然是项目的非核心部分,但涉及的理论深度和工艺复杂度,已经远超他之前的任何经历。
他阅读了厚厚的项目文档,包括波导结构的设计原理、材料参数、制备流程、以及大量的、令人头疼的测试数据。他参观了超净间(只能在特定区域外观摩),了解了纳米尺度的光刻、刻蚀、沉积等尖端工艺。
所有人都对这个过分年轻的“顾问”保持着礼貌而疏离的态度。好奇是有的,但更多的是怀疑。一个高中生,哪怕发表了顶刊论文,真能解决困扰了他们团队数月之久的难题?大多数人认为这不过是沈主任一次异想天开的尝试,或者是对某个“关系户”的特殊照顾。
叶辰对此心知肚明,但他毫不在意。他将全部精力都投入到了对问题的分析中。
项目组遇到的问题很明确:理论模拟显示,他们设计的一种特殊光子晶体波导,在某个通信波段应该具有近乎无损的传输特性。但实际做出的样品,损耗却总是居高不下,仿佛有什么看不见的东西在“吞噬”光子。
团队已经排除了材料缺陷、界面粗糙度、侧壁垂直度等常见的物理因素,将问题聚焦在了波导本身的“模式特性”上,但始终找不到症结所在。
叶辰利用【信息过滤】技能,快速梳理着海量的数据和文献。他的大脑如同高性能计算机,将波导的结构参数、材料的光学常数、测试得到的损耗频谱……所有信息进行交叉比对、建模分析。
他敏锐地注意到,项目组在理论模拟时,采用的是一个高度简化的、基于完美周期结构的模型。而实际制备的波导,由于工艺极限,其周期性并非完美,尤其是在波导的弯曲和接口处,存在着纳米级别的微小畸变。
这些畸变在项目组看来是不可避免的工艺误差,在传统理论中,其影响也被认为微乎其微。
但叶辰的思维,却跳出了这个框架。
他想起了自己论文中关于拓扑边界态对缺陷的鲁棒性(robustness),同时也想到了其反面——在某些特定的非平庸(non-trivial)边界条件下,微小的结构扰动,反而可能激发出强烈的、局域化的“缺陷态”,这些缺陷态会成为能量的陷阱,导致巨大的散射损耗!
而项目组设计的这种波导,其特殊的能带结构,恰好可以满足这种条件!
一个大胆的猜想在他脑海中形成。
第三天下午,项目组召开每周的进度讨论会。沈宏副主任亲自主持,十几位核心研究人员参加,叶辰也被要求列席。
会议气氛有些沉闷,各个小组汇报了排查进展,依然没有突破性发现。轮到理论组负责人汇报时,他再次强调了模拟结果的“正确性”,认为问题一定出在工艺或测量上。
就在这时,一直沉默倾听的叶辰,举起了手。
所有人的目光瞬间聚焦在这个年轻的过分的面孔上。有好奇,有疑惑,也有一丝不耐。
沈宏点了点头:“叶辰顾问,你有什么看法?”
叶辰站起身,走到会议室前方的白板前,拿起笔。他的动作从容不迫,没有丝毫紧张。
“各位老师,我仔细研究了项目资料,有一个不成熟的想法,想请大家指正。”他语气谦逊,但眼神锐利。
他在白板上画出了项目波导的简化能带图,然后在一个关键位置点了一下。
“项目组的模拟基于完美周期结构,这没有问题。但实际样品存在纳米尺度的结构畸变,尤其是在这里——”他圈出了波导的弯曲区域,“这些畸变,在传统看来影响微小,但如果考虑到我们波导能带的‘拓扑性质’……”
他引入了一个项目组未曾深入考虑的概念——**拓扑荷(topological charge)**在缺陷处的局域与演化。
“……在这些特定畸变存在的情况下,它们不再仅仅是微扰,而是可能打破原有的拓扑保护,在禁带中激发出强烈的、局域化的缺陷模式。这些模式不参与长程传输,却会像陷阱一样,强烈地散射和吸收传播模式的光子能量,从而导致观测到的高损耗!”
他一边说,一边快速写下一组简洁的公式,定性描述了缺陷态密度与损耗之间的关系。
整个会议室,鸦雀无声。
几位理论组的成员先是皱眉,随即陷入沉思,然后脸色渐渐变了!叶辰指出的这个角度,他们从未想过!但仔细推敲他提出的模型和公式,逻辑上完全自洽,并且完美地解释了为什么损耗会出现在那个特定的波段,以及为什么随着工艺波动,损耗值也会飘忽不定!
这……这简直是一语道破了天机!
困扰他们数月的迷雾,仿佛被这一道灵光瞬间劈开!
沈宏副主任猛地坐直了身体,目光灼灼地盯着白板,手指无意识地敲击着桌面。他不懂所有数学细节,但他听懂了核心思想,并且立刻意识到,这极有可能是正确的方向!
“立刻!”沈宏的声音带着压抑不住的激动,“理论组,按照叶顾问提出的这个思路,重新建模计算!重点模拟存在特定畸变情况下的模式分布!实验组,重新分析你们那些高损耗样品的结构表征数据,重点寻找叶顾问指出的那类畸变!”
整个项目组瞬间被注入了新的活力,之前的沉闷一扫而空!
所有人再看向叶辰的目光,彻底变了。怀疑消失了,取而代之的是震惊、敬佩,以及一丝难以置信。
这个年轻人,仅仅用了三天时间,就指出了他们盲点了数月的问题关键!
这不是运气,这是绝对的实力碾压!
叶辰放下笔,平静地回到自己的座位,仿佛刚才只是做了一件微不足道的小事。
【成功洞察国家级项目关键瓶颈,并提出突破性解决方案思路,获得经验值1000点!文明点数300点!】
【获得项目组核心研究人员的高度认可,“文明火种”影响力微弱提升!】
【解锁成就:“破局者”!奖励:特殊状态“灵感泉涌”(接下来一周内,科研灵感出现概率提升)。】
系统的奖励丰厚得惊人。
叶辰知道,他凭借自己的知识和智慧,在这国家级的平台上,赢得了第一份真正的尊重。
而这,仅仅是他在这里迈出的第一步。