第58章 谱函数(求收藏求追读求月票)(1/2)
就在陈正平和孙婧吃惊於林允寧的野心时。
只见林允寧起身,將旁边的小白板推了过来,马克笔“咔嗒”一声弹出笔尖。
他没急著写公式,而是先在白板上写下两个关键词:线宽(linewidth),频移(frequency shift)。
“韩老师,”
林允寧开口,声音不大,却瞬间抓住了所有人的注意力,“我认为我们现在的模型在物理图像上是不统一的。
“线宽和频移,本质上都源於非谐效应,是声子自能的虚部和实部。用klemens模型的三声子散射解释线宽,再用准谐近似解释热膨胀导致的频移。这是两个独立的模型在分別擬合数据,缺乏一个能同时描述两者的统一理论框架。”
他用笔尖在两个词下面画了一条重重的横线,拋出了一个“重磅炸弹”:
“我们应该直接计算它的谱函数a(w,t)。只要得到声子自能Σ(w,t),频移和展宽的问题就统一解决了。”
说著,他转身,在白板上写下了一行简洁的哈密顿量:
h =Σ_{q,s}?w_{q,s} a?_{q,s} a_{q,s}+?Ω? b?b +Σ_{q,s} g_{q,s}(b+b?)(a_{q,s}+a?_{q,s})+ h?3?+ h???
然后,在哈密顿量下面,写下了一个更简洁、也更核心的公式。
这一次,是谱函数的定义:
a(w,t)=-(1/π) im[w-Ω?-Σ(w,t)]?1
林允寧用红色马克笔,重重地圈起了代表自能的“Σ(w,t)”。
“只要能算出它,我们就能建立一个统一的理论框架,把理论计算和实验观测彻底打通。”
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在听到“统一的理论框架”时,韩至渊难得地沉默了两秒,镜片后的目光,明显亮了起来:
“这个想法很大胆,但声子自能Σ(w,t)的计算,尤其是包含四阶非谐项,整个布里渊区的相空间积分在计算上相当庞大。用shengbte之类的现有软体包来实现,工作量和对计算资源的要求都非常高。”
“所以我没打算一步到位。”
林允寧摇了摇头,隨手一条竖线,將白板分成左右两栏,“我们可以分两个阶段来走。
“第一阶段:最小可行模型。
“先用德拜模型近似晶格声子,把非谐效应简化成几个等效参数,拿咱们的实验数据去擬合。先用半解析的方法,把谱函数隨温度的变化趋势跑出来,验证这个统一框架的可行性。”
他顿了顿,迎著韩至渊审视的目光,说出了真正的野心:
“第二阶段:半从头计算。”
“等模型验证了,我们再从第一性原理出发,计算出真实的三阶、四阶原子间相互作用力常数(ifcs),然后在整个布里渊区里做相空间积分。
“当然,这个计算量很大,但我们不需要像shengbte那种成熟软体一样计算所有性质,我们只写一个轻量化的小工具,专门算我们关心的这个客体模式的自能。”
“林师弟,你这个模型过於理想了,”
陈正平推了推眼镜,提出了一个致命问题,“如果不考虑同位素无序和缺陷导致的非弹性散射,低温下的残余线宽你怎么解释?”
“那个好办。”
林允寧的回答云淡风轻:
“在自能里加一个不依赖温度的常数项就行了,当个擬合参数,先不管它,抓主要矛盾。”
“那条『鬼峰』呢?”
孙婧也从自己专业的角度提出了疑问,“zpl的分析要写进正文吗?”
“不用。”
林允寧果断摇头,“那个单拎出来,用最简单的huang-rhys因子模型就能解释,同样也可以点到为止,留作一篇短文或者放在附录里,没必要在正文里喧宾夺主。”
“唉……我服了。”
陈正平把笔“啪”的一声放在桌上,看著那个在白板前侃侃而谈的背影,由衷地感嘆,“林师弟,你想得太周全了。从物理图像,到分步实施的计算策略,甚至连论文的结构布局都考虑到了……
“你这是把从山脚到山顶的路,一口气全给修通了。这已经不是解题,这是在做项目规划了。”
他是真的佩服得五体投地。
林允寧展现出来的,不仅是恐怖的物理直觉和强大的抽象建模能力。
那种对科研道路恐怖的战略规划能力,简直就像一位运筹帷幄,指挥千军万马的大元帅。
只是在白板上写写画画,弹指间就开拓了一个新的物理学领域!
韩至渊也终於忍不住,眉间露出了笑意,眼中满是欣赏。
他手掌在桌沿上重重一拍,茶杯里的水波微微晃动。
“好!”
他站起身,走到林允寧身边,看著那张清晰的路线图,“论文按实验主线投prb,这条理论线,我们单开第二篇文章!就按你的思路来做。
“这个想法如果能做成,那你不只是解决了一个材料的具体问题,而是为这类笼状化合物的声子谱学研究,提供了一个全新的分析框架,影响將会相当深远!
“你的第一步,是先把那个『轻量化小工具』的框架搭起来,给它起个名字吧。”
“——aether v0.1。”
林允寧在白板的角落写下这个名字.
“aether”(以太),既有“光谱”的隱喻,又有一种復活古老概念、赋予其新生的哲学意味。
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