当陈默那声“总攻开始”的号令下达后,整个806实验室,便像一艘进入了跃迁航道的星际战舰,瞬间进入了超高速的运转状态。
计算组那边,高翔、秦峰、徐涛三人,几乎是将铺盖搬到了超算中心。他们每天,都在为了构建那个前无古人的“力-热耦合”算法模型,而进行着殊死的搏斗。白板上,写满了密密麻麻的数学公式和代码框架,充满了技术宅独有的、硬核的浪漫。
而实验组这边,则面临着一个更具体、也更棘手的“工程学”难题。
林浩和韩立阳的任务,听起来,似乎只是将几台现成的设备,“整合”到一起。但只有真正动起手来,他们才明白,这其中的难度,远比想象中,要大得多。
这,根本不是简单的“搭积木”。
这,是在一个直径不足三十厘米的、极其狭小的SEm真空腔体内,去搭建一个,需要同时满足“极热”与“极冷”、“高真空”与“高应力”、“光学”与“力学”等多重矛盾需求的、超高精度的微型“战场”!
“不行,这个方案,还是不行!”
在806实验室的设备搭建区,林浩看着电脑屏幕上,那个刚刚由韩立阳绘制完成的三维结构模型,皱着眉头,再次,按下了“delete”键。
这已经是他们在过去一周里,否决掉的第十七个设计方案了。
“林……林师兄,”韩立阳看着又一次被清空的设计界面,脸上,露出了深深的沮丧,“我们……是不是,有点太异想天开了?”
他指着屏幕上,那个被虚拟放置在SEm样品台中央的、微型低温拉伸杜瓦瓶,声音里,充满了挫败感。
“您看,这个杜瓦瓶,为了维持液氮的低温,它的外壁,必须是高真空的绝热层。但是,我们要引入的那个高能激光器,它的脉冲能量,高达每平方厘米几千焦耳!这么高的能量,一旦有千分之一的散射光,照射到杜瓦瓶的焊缝上,就足以,在瞬间,破坏它的真空,导致液氮泄露,甚至爆炸!”
“而且,”他又指向模型的另一端,“为了让x射线能够穿透,样品台的很多部件,都必须用轻质的铍合金。但铍合金,在低温下的热胀冷缩效应,又非常严重。拉伸台一降温,整个光路,就全都会因为热变形而跑偏!根本不可能,实现精准的对中!”
高温,与低温。
高真空,与高应力。
光学精度,与力学稳定性。
这几个,在物理学上,几乎是“水火不容”的极端条件,此刻,却被强行地,要求在一个巴掌大的空间里,“和平共处”。
这,已经超出了常规工程设计的范畴。
这,更像是一个,违背了物理学基本定律的“不可能完成的任务”。
连续一周的失败,让一向干劲十足的韩立阳,都开始产生了自我怀疑。他感觉,他们,或许,是在挑战一个,根本无法实现的目标。
林浩没有说话。
他只是静静地,看着屏幕上,那个空空如也的设计界面,眉头,紧紧地锁着。
他知道,韩立阳说的,都是事实。
他们,确实,陷入了一个,用常规思路,根本无法破解的“死局”。
“你先去吃饭吧。”许久,林浩才缓缓开口,声音,有些沙哑,“我再,一个人,想一想。”
“可是,师兄……”
“去吧。”林浩摆了摆手,没有再多说。
韩立阳看着大师兄那张写满了疲惫、但眼神中,却依旧燃烧着一团不屈火焰的脸,只能,默默地,点了点头,带上门,离开了实验室。
整个806实验室,瞬间,安静了下来。
只剩下,窗外,渐渐沉下的暮色,和林浩,那一声,沉重的呼吸。
他没有再去打开那个设计软件。
只是,拿出一张巨大的白纸,铺在桌上,又从笔筒里,拿出了一把自己最称手的、0.3毫米的自动铅笔。
他闭上眼睛,整个“激光-低温-拉伸耦合系统”的每一个细节,每一个零件,都像一个透明的三维模型,在他的大脑中,缓缓地,旋转着。
高能激光束,从哪个角度,以怎样的聚焦方式射入?
液氮杜瓦瓶,如何,在保持低温的同时,又能“隔绝”激光带来的巨大热冲击?
整个样品台,如何在承受拉伸载荷和巨大温差的双重考验下,依旧,保持微米级的、纹丝不动的稳定性?
一个个问题,像一团团乱麻,在他的脑中,纠缠,碰撞。
时间,一分一秒地过去。
窗外的天色,由昏黄,变为深蓝,最终,彻底,沉入了如墨的黑暗。
林浩,却依旧,一动不动,像一尊入定的石佛。
他知道,常规的思路,已经走到了尽头。
要想破局,他必须,跳出所有教科书上的、现成的框架。
他需要,回到最底层的、最本源的物理原理——热力学、材料力学、光学——然后,用一种全新的、前所未有的方式,将它们,重新“组合”起来。
这,将不再是简单的“设计”。
这,是一次,从“0”到“1”的、真正的——“创造”。
两天后,当韩立阳,怀着一颗忐忑不安的心,再次推开806实验室的大门时,被眼前的景象,惊呆了。
林浩,依旧坐在那张桌子前。他的眼窝深陷,布满了血丝,下巴上,也冒出了一圈青色的胡茬。显然,他,已经整整两天,没有合眼了。
而在他面前那张巨大的白纸上,却出现了一幅,堪称“艺术品”的、充满了无数精妙细节和复杂结构的——手绘工程图纸!
“师……师兄……你这是……”韩立阳的声音,都在发抖。
“过来看。”林浩没有抬头,声音沙哑,却带着一种,解决了世界级难题后,那种独有的、强大的自信。
韩立阳凑上前去。
当他看清,图纸上那些,充满了天才想象力的、匪夷所思的设计时,他整个人,都呆住了。
“高温和低温的矛盾,我们用‘隔离’来解决。”林浩指着图纸上一个奇特的、如同“三明治”般的结构,解释道。
“你看这里,我们不再试图,去硬抗激光的热冲击。而是,反其道而行。我们主动,在样品周围,设计一个‘热沉’。这个‘热沉’,用的是,目前世界上,导热率最高的材料——单晶金刚石。它的作用,就是像一块海绵一样,主动地,将所有散射的激光能量,都‘吸收’掉。”
“然后,”他的笔尖,移到了“热沉”和“低温杜瓦瓶”之间,那段,充满了奇特镂空结构的连接件上,“我们在这里,设计一个‘热阻’结构。用导热率最低的气凝胶复合陶瓷,通过3d打印,制造出一个,既能保证结构强度,又能最大限度地,隔绝热量传递的‘柔性连接’。这样,高温区和低温区,就被我们,人为地,‘割裂’开了!”
单晶金刚石!气凝胶复合陶瓷!
韩立阳听得是心惊肉跳。这两种,可都是以“克”为单位来计价的、天价的“超材料”!在以前,他们,想都不敢想!
而现在,林师兄,竟然,如此轻描淡写地,就将它们,用在了自己的设计里!
这,就是“财大气粗”的底气!
“至于,热变形导致的光路不准问题,”林浩的脸上,露出了一个,属于顶级工程师的、自信的微笑,“我们,用‘补偿’来解决!”
他指着图纸上,另一组,更加精妙的、如同机械钟表般复杂的结构。
“你看,我在这里,设计了一套‘差动冷却’系统。我们不仅冷却样品台,我们还用一路独立的、微流量的液氮管路,去主动地,冷却那套负责激光聚焦的光学镜组的底座!”
“我通过计算,精确地,让镜组底座的‘冷缩’位移,和样品台的‘冷缩’位移,在方向上相反,在数值上,完全相等!”
“这样一来,无论温度怎么变,它们之间的相对位置,将永远,保持不变!就像两艘,在同一条河流上,以同样速度行驶的船,它们,永远,是相对静止的!”
韩立阳,他呆呆地,看着眼前这幅,充满了“热沉隔离”、“柔性连接”、“差动冷却”等各种闻所未闻的、闪烁着天才光芒的设计的图纸。
他的大脑,一片空白。
这,已经不是简单的“工程设计”了。
这,是将最底层的物理原理,与最前沿的材料科学,以及,最精妙的机械结构设计,完美地,融合在一起的——艺术品!
他看着眼前这位,虽然外表疲惫,但精神,却如同神明般强大的大师兄,心中,最后一点,因为自己“出身不好”而产生的自卑,都烟消云散。
他终于明白,自己,和这位传奇师兄之间,真正的差距,在哪里了。
那,不是出身,不是履历,甚至,不是天赋。
而是一种,面对“不可能”,却敢于,去创造一个全新的“可能”的勇气与智慧。
林浩已经不再是那个,只会用“土法”修炉子的愣头青了。
已经成长为一个,能够从最底层物理原理出发,进行系统性创新设计的、真正的——
“总工程师”。