第849章 被動技能的超神發揮
第849章 被動技能的超神發揮
栗亞波的猜測，算是一個分子動力學，乃至於整個微觀物理領域比較常見的現象。
由於無規則熱運動的存在，單個分子在極短時間內的運動特性是無法精確預測的。
但當大量分子組成宏觀物質之後，就有了相對穩定的表觀物理特徵。
就比如剛才常浩南提到過的分子模擬。
如果只針對一個或者十個分子，研究它或者它們在下一個晶格弛豫時間內的動作，那就算整個過程完全正確，結果也大概率跟實驗結果風馬牛不相及。
但如果把研究對象的規模和研究時間的數量級都提高一些，那即便在定量層面上還是非常離譜，往往還是能在定性層面上起到指導作用的。
不過，具體到剛剛二人探討的這個現象上面，這種解釋似乎有點牽強。
因為10ms，對於分子運動來說，已經是一個相當漫長的「宏觀時間」了，加上研究對象也是表面附近的多層分子，應該足夠把布朗運動帶來的誤差給抵消掉。
想到這裡，常浩南重新放下了已經拎起來的公文包，回到栗亞波身後：
「我來看一下模擬結果。」
這年頭的普通PC運行速度有限，要想打開TORCH Multiphysics或者Materials Studio這類複雜程度比較高、甚至還帶有圖形界面的數值計算軟體且得等一段時間。
好在栗亞波雖然進實驗室的時間不長，但習慣很好，有每次工作結束之後整理數據的習慣。
所以很快，一份Excel數據表就呈現在了常浩南眼前。
甚至在關鍵位置還有模擬結果的截圖。
「感覺……10ms的結果也不是完全沒規律啊……」
常浩南看著眼前密密麻麻的表格，覺得好像並沒有自己想的那麼誇張，於是問道：
「你有沒有試過更短的照射時間，比如1ms的情況？」
「嗯……在軟體上面試過。」
栗亞波說著點進了Excel文件的另一個工作表中：
「不過沒辦法進行實驗對照，所以不能算是有效數據。」
「我們這台設備是連續雷射源，不支持單次小於10ms的輻照時間，說明書上說如果設定值小於5，那時間誤差會變大，而且會對雷射器造成不必要的高負荷。」
「另外，根據我之前搜集到的文獻來看，2ms或者更低的雷射照射就沒辦法對CFRP板產生足夠的導熱效果了，根本實現不了有效加工。」
常浩南沒有馬上回答，而是又依序點進了另外幾個工作表。
發現果然在1000ms或者更長時間的模擬中，結果已經和實驗數據擬合的相當不錯。
當然，是物理學意義上的「不錯」。
在分子物理中，R^2值能到8就已經可以燒高香了，至於9開頭，甚至是幾個9的那種結果，屬於做夢都不敢想的內容。
總之，至少在熱加工方面，數值計算的精度已經比常浩南此前估計的好很多了。
那10ms和100ms的誤差突然變大，或許可以解釋為……
當高能射線照射到材料表面時，除了熱效應之外，還有另外一種機理在同時對材料產生去除效果。
如果照射時間比較長，足夠碳纖維將熱量傳導到內部，那麼呈現在宏觀層面上的效果就是以熱效應為主。
所以數值計算的結果擬合良好。
而當照射時間很短的時候，熱效應還來不及體現，或者來不及充分體現出來，這樣此消彼長之下，另外一種機理的效果就體現了出來。
導致根據單純熱效應進行擬合的數值計算結果開始出現偏差。
而時間越短，熱效應的成分越少，擬合結果也就越差。
合理。
非常合理。
這也是數值計算方法最主要的一個弱點。
對於原理是黑盒，或者雖然不是黑盒，但存在多種機理相互影響，又沒有一種作為主導的過程毫無辦法。
那麼，接下來的工作就是要找到這種跟熱效應同時存在的機理。
而考慮到其在10ms量級的極短時間內就能呈現出效果，常浩南大膽推測，它很可能是一種真正意義上的瞬發作用。
也就是在每次高能射線照射在材料表面的一瞬間產生一次作用，而跟後續的照射時間無關……
「那這得搞台新設備才行啊……」
常浩南把目光投向不遠處之外的那台連續雷射加工設備。
已知電子對晶格的弛豫時間大概是皮秒（10^-12秒）量級。
那麼要在熱效應體現出明顯效果之前，單獨觀測那種新的機理，最差也需要一種周期在納秒以下的脈衝雷射器……
𝖘𝖙𝖔55.𝖈𝖔𝖒
而考慮到實驗速度的話，最好是皮秒甚至是飛秒——
之前栗亞波也已經說過，根據過往研究，2ms以下的連續雷射加工效果很差。
那就是說這種新機理的單次作用效果很差。
需要次數來堆。
而在相同時間內，皮秒雷射的輻照次數將是2ms雷射的5億倍……
……
大概過了十幾分鐘。常浩南總算是從自己的思緒中走出來。
然後就聽到旁邊一個略顯驚慌的聲音：
「老師，老師？」
是栗亞波。
「嗯？」
常浩南轉過頭，看到自己的弟子正一臉焦急，手裡還拿著一卷衛生紙，和一杯水。
「老師，您這……」
這個時候，常浩南才意識到，自己竟然已經出了一身的汗。
襯衫都粘到皮膚上了。
顯然是經過了一番高強度的散熱。
「哦……剛剛想了點事情。」
常浩南接過衛生紙，扯下幾塊給自己擦了擦。
他很快想起，之前自己理論水平晉升到LV4的時候，系統曾經提醒過，當研究一個能力範圍內的未知現象時，將會有一定概率可以看破其本質。
現在回想起來，剛才那一波突如其來的靈感，應該就是這個「一定概率」恰好發揮了作用。
超神了簡直是。
「亞波啊。」
常浩南做了幾個深呼吸，又喝了口水，讓自己能稍微平靜下來：
「我覺得，雷射燒蝕的熱效應機理這塊，真的可以寫篇文章出來。」
這功夫雷射加工應該算是個材料學領域的熱門方向，只不過研究焦點都聚焦在熱效應方面。
而剛剛常浩南推測出的那個機理，即便不是他首創，至少也沒有得到過廣泛關注。
既然這樣，那不如順水推舟。
讓大家繼續在熱效應這個方向多走一段路。
就算以後有人發現了這裡面的奧秘，那也說不出什麼——
我又沒數據造假，只是揭示了雷射熱效應的機理而已。
你還能怪我研究得過於深入不成？
稍作停頓之後，常浩南又繼續道：
「雖然你現在的數據量還有點小，但我覺得後面可以加入不同波長、不同雷射束入射方式、不同氣體環境對加工效果的影響，再從微觀機理上解釋一下造成這種影響的原因，比如環氧樹脂分子對不同波長雷射的吸收率肯定不一樣。」
「還有CFPR分子之間的化學鍵能，應該正好處在可見光的能量範圍內，所以紅外入射肯定沒辦法直接斷鍵，只能通過光熱效應促成熱融化……」
這一次，他並沒有激活那個被動技能。
估計身體狀況也不支持短時間內頻繁激活。
畢竟剛才那個出汗量，確實有點不正常。
不過問題不大。
對於現在的常浩南來說，材料學，要想水一篇論文，哪怕是高水平論文，只要資金充足，難度也並不算大。
更何況這裡面還是有真材實料的。
只是方向出現了點偏差而已。
旁邊的栗亞波則拿著一個小本本，邊聽邊記。
「當然，我說的也只是剛剛想到的幾個思路，你可以再擴充一些，最好能提出一個數學上的模型。」
常浩南放下紙杯：
「能做好的話，說不準就是一篇Nature。」
「啊？」
栗亞波停筆，抬起頭：
「真發Nature啊？」
「你也要畢業的嘛。」
常浩南笑了笑：
「一篇Nature，怎麼都夠了。」
「畢業……」
栗亞波一陣恍惚。
他才本科畢業一個月而已，怎麼就已經開始考慮研究生畢業的事情了……
「我的意思是……您之前不是說咱們有個正在籌建的國內期刊麼？您當主編的。」
「你說JCAS啊……」
常浩南回答道：
「等那個正式辦起來，你這文章估計早發出去了。」
「再說，我當主編，你往上面發文章……還是得避避嫌吧……」
實際上，這兩個理由當然不能說是假的。
只不過，還有更重要的原因……
發Nature的影響力更大，更容易把後面的同行也帶到熱效應的方向上去。
只是這種操作，栗亞波暫時還不需要知道……
(本章完)
栗亞波的猜測，算是一個分子動力學，乃至於整個微觀物理領域比較常見的現象。
由於無規則熱運動的存在，單個分子在極短時間內的運動特性是無法精確預測的。
但當大量分子組成宏觀物質之後，就有了相對穩定的表觀物理特徵。
就比如剛才常浩南提到過的分子模擬。
如果只針對一個或者十個分子，研究它或者它們在下一個晶格弛豫時間內的動作，那就算整個過程完全正確，結果也大概率跟實驗結果風馬牛不相及。
但如果把研究對象的規模和研究時間的數量級都提高一些，那即便在定量層面上還是非常離譜，往往還是能在定性層面上起到指導作用的。
不過，具體到剛剛二人探討的這個現象上面，這種解釋似乎有點牽強。
因為10ms，對於分子運動來說，已經是一個相當漫長的「宏觀時間」了，加上研究對象也是表面附近的多層分子，應該足夠把布朗運動帶來的誤差給抵消掉。
想到這裡，常浩南重新放下了已經拎起來的公文包，回到栗亞波身後：
「我來看一下模擬結果。」
這年頭的普通PC運行速度有限，要想打開TORCH Multiphysics或者Materials Studio這類複雜程度比較高、甚至還帶有圖形界面的數值計算軟體且得等一段時間。
好在栗亞波雖然進實驗室的時間不長，但習慣很好，有每次工作結束之後整理數據的習慣。
所以很快，一份Excel數據表就呈現在了常浩南眼前。
甚至在關鍵位置還有模擬結果的截圖。
「感覺……10ms的結果也不是完全沒規律啊……」
常浩南看著眼前密密麻麻的表格，覺得好像並沒有自己想的那麼誇張，於是問道：
「你有沒有試過更短的照射時間，比如1ms的情況？」
「嗯……在軟體上面試過。」
栗亞波說著點進了Excel文件的另一個工作表中：
「不過沒辦法進行實驗對照，所以不能算是有效數據。」
「我們這台設備是連續雷射源，不支持單次小於10ms的輻照時間，說明書上說如果設定值小於5，那時間誤差會變大，而且會對雷射器造成不必要的高負荷。」
「另外，根據我之前搜集到的文獻來看，2ms或者更低的雷射照射就沒辦法對CFRP板產生足夠的導熱效果了，根本實現不了有效加工。」
常浩南沒有馬上回答，而是又依序點進了另外幾個工作表。
發現果然在1000ms或者更長時間的模擬中，結果已經和實驗數據擬合的相當不錯。
當然，是物理學意義上的「不錯」。
在分子物理中，R^2值能到8就已經可以燒高香了，至於9開頭，甚至是幾個9的那種結果，屬於做夢都不敢想的內容。
總之，至少在熱加工方面，數值計算的精度已經比常浩南此前估計的好很多了。
那10ms和100ms的誤差突然變大，或許可以解釋為……
當高能射線照射到材料表面時，除了熱效應之外，還有另外一種機理在同時對材料產生去除效果。
如果照射時間比較長，足夠碳纖維將熱量傳導到內部，那麼呈現在宏觀層面上的效果就是以熱效應為主。
所以數值計算的結果擬合良好。
而當照射時間很短的時候，熱效應還來不及體現，或者來不及充分體現出來，這樣此消彼長之下，另外一種機理的效果就體現了出來。
導致根據單純熱效應進行擬合的數值計算結果開始出現偏差。
而時間越短，熱效應的成分越少，擬合結果也就越差。
合理。
非常合理。
這也是數值計算方法最主要的一個弱點。
對於原理是黑盒，或者雖然不是黑盒，但存在多種機理相互影響，又沒有一種作為主導的過程毫無辦法。
那麼，接下來的工作就是要找到這種跟熱效應同時存在的機理。
而考慮到其在10ms量級的極短時間內就能呈現出效果，常浩南大膽推測，它很可能是一種真正意義上的瞬發作用。
也就是在每次高能射線照射在材料表面的一瞬間產生一次作用，而跟後續的照射時間無關……
「那這得搞台新設備才行啊……」
常浩南把目光投向不遠處之外的那台連續雷射加工設備。
已知電子對晶格的弛豫時間大概是皮秒（10^-12秒）量級。
那麼要在熱效應體現出明顯效果之前，單獨觀測那種新的機理，最差也需要一種周期在納秒以下的脈衝雷射器……
𝖘𝖙𝖔55.𝖈𝖔𝖒
而考慮到實驗速度的話，最好是皮秒甚至是飛秒——
之前栗亞波也已經說過，根據過往研究，2ms以下的連續雷射加工效果很差。
那就是說這種新機理的單次作用效果很差。
需要次數來堆。
而在相同時間內，皮秒雷射的輻照次數將是2ms雷射的5億倍……
……
大概過了十幾分鐘。常浩南總算是從自己的思緒中走出來。
然後就聽到旁邊一個略顯驚慌的聲音：
「老師，老師？」
是栗亞波。
「嗯？」
常浩南轉過頭，看到自己的弟子正一臉焦急，手裡還拿著一卷衛生紙，和一杯水。
「老師，您這……」
這個時候，常浩南才意識到，自己竟然已經出了一身的汗。
襯衫都粘到皮膚上了。
顯然是經過了一番高強度的散熱。
「哦……剛剛想了點事情。」
常浩南接過衛生紙，扯下幾塊給自己擦了擦。
他很快想起，之前自己理論水平晉升到LV4的時候，系統曾經提醒過，當研究一個能力範圍內的未知現象時，將會有一定概率可以看破其本質。
現在回想起來，剛才那一波突如其來的靈感，應該就是這個「一定概率」恰好發揮了作用。
超神了簡直是。
「亞波啊。」
常浩南做了幾個深呼吸，又喝了口水，讓自己能稍微平靜下來：
「我覺得，雷射燒蝕的熱效應機理這塊，真的可以寫篇文章出來。」
這功夫雷射加工應該算是個材料學領域的熱門方向，只不過研究焦點都聚焦在熱效應方面。
而剛剛常浩南推測出的那個機理，即便不是他首創，至少也沒有得到過廣泛關注。
既然這樣，那不如順水推舟。
讓大家繼續在熱效應這個方向多走一段路。
就算以後有人發現了這裡面的奧秘，那也說不出什麼——
我又沒數據造假，只是揭示了雷射熱效應的機理而已。
你還能怪我研究得過於深入不成？
稍作停頓之後，常浩南又繼續道：
「雖然你現在的數據量還有點小，但我覺得後面可以加入不同波長、不同雷射束入射方式、不同氣體環境對加工效果的影響，再從微觀機理上解釋一下造成這種影響的原因，比如環氧樹脂分子對不同波長雷射的吸收率肯定不一樣。」
「還有CFPR分子之間的化學鍵能，應該正好處在可見光的能量範圍內，所以紅外入射肯定沒辦法直接斷鍵，只能通過光熱效應促成熱融化……」
這一次，他並沒有激活那個被動技能。
估計身體狀況也不支持短時間內頻繁激活。
畢竟剛才那個出汗量，確實有點不正常。
不過問題不大。
對於現在的常浩南來說，材料學，要想水一篇論文，哪怕是高水平論文，只要資金充足，難度也並不算大。
更何況這裡面還是有真材實料的。
只是方向出現了點偏差而已。
旁邊的栗亞波則拿著一個小本本，邊聽邊記。
「當然，我說的也只是剛剛想到的幾個思路，你可以再擴充一些，最好能提出一個數學上的模型。」
常浩南放下紙杯：
「能做好的話，說不準就是一篇Nature。」
「啊？」
栗亞波停筆，抬起頭：
「真發Nature啊？」
「你也要畢業的嘛。」
常浩南笑了笑：
「一篇Nature，怎麼都夠了。」
「畢業……」
栗亞波一陣恍惚。
他才本科畢業一個月而已，怎麼就已經開始考慮研究生畢業的事情了……
「我的意思是……您之前不是說咱們有個正在籌建的國內期刊麼？您當主編的。」
「你說JCAS啊……」
常浩南回答道：
「等那個正式辦起來，你這文章估計早發出去了。」
「再說，我當主編，你往上面發文章……還是得避避嫌吧……」
實際上，這兩個理由當然不能說是假的。
只不過，還有更重要的原因……
發Nature的影響力更大，更容易把後面的同行也帶到熱效應的方向上去。
只是這種操作，栗亞波暫時還不需要知道……
(本章完)