第四百七十五章 乞丐版重力梯度仪，搞定！

    “......加个晶格做中继？“

    听到徐云口中冒出的这句话。

    包括黄雨婷和葛同友在内，所有人顿时为之一愣。

    黄雨婷隐隐感觉自己似乎抓到了什么东西，但细思之际却又什么都没有。

    于是她思索片刻，一脸求教的对徐云问道：

    “徐博士，能麻烦你说详细一点儿吗？”

    徐云说了声没问题，走到桌面的LED屏幕边，指着原先的结构图说道：

    “黄教授，按您原先的想法，三维静电场的矢量交互点应该在导体表面中心，对吧？”

    黄雨婷点了点头：

    “没错。”

    学过高中物理的同学应该都知道。

    电荷周围存在电场，电荷和电荷之间有力的作用，这个作用就是依靠电场来传递的。

    仅由静止的电荷产生的电场，称为静电场。

    高中物理书中常用电场线来大致描述场强的大小和方向，电场线是一束有向曲线，其疏密表示场强大小。

    也就是电场线越密则场强越大，其切线方向表示场强方向。

    这算是静电场的入门概念，死去的高中知识突然开始攻击我.JPG。

    不过电场线虽然很直观，但它实际上并不够精确，只是为了让初学者认为物理很好学然后入坑咳咳，为了方便初学者理解罢了。

    因为空间中每一点都存在电场，但显然你不可能画出穿过每一点的电场线。

    另外用疏密来表示场强的大小也有些模糊，所以就需要借助公式来精确表达以上那些特征。

    具体的推导过程此处不多赘述，总之要利用到多元微积分中的场论概念，最终可以得到静电场高斯定理。

    黄雨婷设计的三只测量臂可以看成是三个轴，与内部导体在矢量上形成了一个球壳对称带电体。

    这个球壳对称带电体是符合静电场高斯定理的。

    也就是高斯面内电荷量为0，又因为对称不可能某局部有正通量，某局部有负通量。

    因此球壳内部的电场恒为0。

    当然了。

    这里的‘球壳’是一个概念范畴，三只测量臂组成的轴空间可以视作一个等价的模型，并不是真正的球。

    而这个三位静电场的矢量交互点就应该在垂直于高斯面的二分之一点，也就是导体表面中心。

    随后徐云组织了一番语言，又继续说道：

    “您看啊，黄姐，孤点粒子不带电，测量模组的设备又很轻，每个模组的总重量是1145.14克。”

    “所以在俯视图角度上来看，三只测量臂可以摆成120度间隔的类似奔驰车标的模样。”

    “一只测量臂有两个测量模组，六个测量模组之间彼此收到的场强相等，这样一个拉普拉斯方程就成立了，那么边值条件V(R，θ)就是0∞(AlRl)Pl(cosθ)=V0(θ)”

    徐云飞快的写下了一行算式，接着继续说道：

    “.再根据勒让德多项式的正交性把x换成cosθ，变一下上下限，再微分一下，边值条件两边同乘一个拉格朗日插值.”

    在之前的发布会过程中。

    徐云为了能够跟上大佬们的计算速度，接连激活了狄利克雷和艾森斯坦两张思维卡。

    在两张思维卡的协助下。

    目前徐云在数学方面的计算能力已经得到了一个巨大的进步，甚至已经不比他的物理水平低多少了。

    如果再这样成长下去，他或许能成为下一个数学物理同样顶尖的多面手。

    因此很快。

    一个优化后的方程便呈现在了众人面前：

    Rσ(θ)=0∞(lR(l+1)1R)(2l+1)∫0πV0(θ)Pl(cosθ)sinθdθPl(cosθ)σ(θ)。

    到了这一步。

    即便是搞机械工程的李华也很快理解了徐云的意思，若有所思的摸了摸了下巴：

    “徐博士，你是说增加一个高密度的晶格，通过晶格的类光场效果，把外源场给偏导开来？”

    徐云点点头，示意他说的没错：

    “没错，李工，虽然晶格偏导只能做到一个数值较高的近似情境，但咱们本身测量模组的精度就已经很高了。”

    “即便让他下降它一个.不，甚至下降两个量级，理论上也依旧可以达到国际先进水平。”

    “等有条件的时候再次进行密度优化和偏导抵消，完全有可能做到真正的消除三维静电场的影响。”

    听到徐云这番话。

    黄雨婷忍不住与葛同友对视一眼，二人都从彼此的眼中看出了一个想法：

    有门儿！

    电场依赖于质量存在，也就是三根测量臂只要运作，就必然会有一个三维静电场的干扰出现。

    黄雨婷原先的想法是通过内部导体形成平衡，而徐云的思路则是直接从三维场的‘轴’间进行修正。

    根据徐云计算出来的方程通解不难看出。

    一个直径长度为L的六方体晶格，理论上是可以对三维场进行一定程度的偏导的。

    单位面积内的晶格数量越多，三维场偏导的程度就越高。

    这个通解其实是有雏形的，也就是P-N结的导通截至原理。

    P-region中的空穴带正电，N-region中的电子带负电，空穴移动的方向可以理解为电流的流动方向。

    在耗尽层处。

    有少量自由移动的电子和空穴相互“中和”。

    这个平衡就叫做动态平衡，这时候三维场就被修正对冲了。

    当然了。

    对于一些LSP的鲜为人同学，上面这句话可能只能看到穴啊、流啊、冲啊这些字眼。

    面对徐云提出的这个方案。

    黄雨婷飞快的在脑海中思考了一会儿，接着抬起头，对葛同友问道：

    “葛教授，您这边有小木屋吗？”

    “当然有。”

    葛同友点点头，走到桌边在屏幕上鼓捣了几下，很快调出了一个界面：

    “这就是了。”

    黄雨婷所说的小木屋不是木头做的屋子，而是中科院系统内为仪器设计所研发出的一个系统。

    小木屋功能上有些类似徐云当初所用的‘极光’，不过极光的使用领域主要在高能物理这块就是了。

    除此以外。

    小木屋真正的名称其实叫做CASID，其中CAS就是中科院Chinese Academy of Sciences的开头字母缩写。

    ID则代表着Instrument Design，也就是仪器研发。

    小木屋这个绰号的由来则一直都是个未解之谜，似乎从1314年左右开始突然毫无征兆的兴起，然后喊着喊着就都成小木屋了。（要是有知道原因的同学可以留个眼，我好奇好几年了，一直没人能解答，都是说跟着别人喊的）

    西昌卫星发射基地作为国内卫星研发中底，配套的小木屋权限自然比黄雨婷拥有的还要高一些。

    因此她也没有切换账号，就这样飞快的输入起了相关参数。

    “角度120度.”

    “区域比例37.8%”

    “通行截面17.23cm”

    “扭矩系数0.6657”

    几分钟后。

    黄雨婷猛然抬起头，对徐云和葛同友说道：

    “葛教授，徐博士，50X50分布的晶格理论平衡率出来了，有98.54%！”

    “对测量精度的误差.尤其是永陵那种小型区域的探测误差，基本可以忽略不计！”

    葛同友闻言一愣，旋即脸上也冒出了一股欣喜和强烈的意外：

    “98.54%？平衡率这么高？”

    从那个年代走过来的葛同友做事一向求稳，某种意义上来说算是一个悲观主义者，凡事都考虑最坏的结果。

    原先在他想来，平衡率能稳在95%就不错了。

    毕竟5%误差，在情理和技术上都是可以接受的嘛。

    结果没想到的是.

    黄雨婷计算出来的平衡率居然能达到98.54%，这着实是个意外之喜，代表着连其余附加的优化都不需要考虑了。

    看着惊喜交加的葛同友，黄雨婷又把目光放到了徐云身上，赞叹道：

    “徐博士，没想到伱个搞理论物理和生物的天才，在应用物理这块的思维也这么敏捷。”

    “要不是你想出的这个点子，我们这次恐怕就很难了，至少要多花上几天的时间。”

    徐云闻言忍不住摸了摸鼻子，没有说话。

    确实。

    他并不是应用物理方面的专家，设备构造这块接触的不深，但问题是.

    在之前获得的奖励里头，是有一张重力梯度仪图纸的存在的。

    虽然平衡和测量都要徐云自己去做，但结构方面却有图示。

    只是徐云的专业和应用物理或者说结构设计没有交集，一直不方便拿出来罢了。

    但完整图示虽然不好拿出手，但在一些细节上给个小建议就是另一回事了——哪怕是外行人也都有个灵光一闪的时刻呢。

    此前提及过。

    重力梯度仪的三维化是今后的发展方向，因为垂直的Fzz这个误差必须要去除。

    也就是徐云拿到的那张图纸上便有了对应的解决方案。

    因此徐云很轻松的靠着‘灵光一闪’，就把这个解决方案给拿出了手。

    当然了。

    图纸上的晶格板规格要比西昌发射基地目前所能制造出来的高很多，徐云想要达到100%的平衡率必然是痴人说梦。

    但即便是98.54%这个数字，却也足够他们应付接下来的事儿了。

    随后黄雨婷又与葛同友等人再讨论了一下方案的可行性，最终一致通过了徐云的这个提议。

    第一个问题，至此顺利解决。

    接着葛同友看了眼身边的李华，对他说道：

    “老李，晶格方面的事情就麻烦你了。”

    “50x50规格的晶格板制备起来有一定难度，咱们中心肯定是搞不出来的，可能需要友方单位出面协作才行。”

    李华点点头，语气很坚定：

    “没问题，这事儿我一定办好！”

    葛同友没有说出具体协作单位的名字，但50x50的晶格板能生产出来的企业本就不多，或者说屈指可数。

    加之川省的特殊战略地位，葛同友所指的单位自然就呼之欲出了

    待李华离去后。

    心情好了不少的黄雨婷归回原位，丝毫没有倦意，笑着对葛同友道：

    “葛教授，您说的第一个问题解决了，那么第二个呢？”

    “第二个啊.”

    葛同友闻言掀了掀眉毛，脸上的表情比起之前相对从容了不少：

    “第二个问题相对简单一点，就是根据我们了解到的信息，永陵地宫位于地下深处，内部积水较多，地宫内的各种器具数量也不少。”

    “而徐博士他们所想寻找的《永乐大典》，假设我是说假设啊，假设它真的存在，那么只能位于地宫的更下一层。”

    “如此一来，重力梯度仪的结构上就要进行一个微调。”

    “否则固液区域快速变化的话势必会影响总电流密度，从而导致设备失效甚至损毁。”

    葛同友说完，徐云也跟着点了点头。

    除了他本人之外，世人目前对永陵内是否存在《永乐大典》这个问题尚无定论。

    但可以肯定的一点是。

    永陵地宫的内部必然存在着大量的积水，甚至已经淹没了狄公。

    实际上不仅仅是永陵。

    现存的十三陵不，应该说现存的大多数皇帝陵寝中，都有不同程度的积水。

    清代的帝陵进水现象更严重，孙殿英盗墓的时候乾隆的棺材甚至在水里漂了几十年，画风太美不敢看。

    而对于重力梯度仪来说。

    固液共存的状态虽然不会影响精度，但却会影响总电流密度——因为这涉及到了快速突变态的支撑力问题。

    在固液区域迅速变化的时候。

    重力梯度仪由于测量区域的支撑力变化会出现迈斯纳效应，也就是完全抗磁性。

    从而导致总电流密度决增大或者降低。

    诚然。

    迈斯纳效应这个问题在拥有导体或者超导体的情况下尚且好解决。

    但别忘了。

    孤点粒子是不需要借助导体运动的.

    更别说除了积水之外，现有地宫和可能存放有《永乐大典》的地宫之间还隔着一层不知道多厚的隔层呢。

    想要探测隔层下方的情况，重力梯度仪等于要经过三个区间：

    永陵外表之下到地宫上方的土层、

    地宫内部淹没了各种器具的积水、

    地宫与下一层的另一道隔层。

    所以这个问题如果不解决，重力梯度仪很可能会出现宕机。

    不过令徐云轻呼出一口气的是。

    这一次不需要他出手，黄雨婷便展现出了她在重力梯度仪方面的实力。

    只见这位吉大的正高研究员思考了几分钟，便很快想到了一个解决方案：

    “葛教授，这个问题很简单，我们只要在测量臂上增加一个小型的轴重仪和粒子发射器就能搞定。”

    “轴重仪用于改变系统动量，粒子发射器来破坏库伦规范——当然具体的能级还要进行计算，但估摸着十几MeV级应该差不多。”

    “如此一来，总电流密度就能完成对冲了。”

    徐云意外的挑了挑眉头。

    这个思路和他掌握的设计图纸上的优化方案，可谓是一模一样。

    黄雨婷的想法相当于给重力梯度仪增加了一个‘僚机’，对结构进行了一个磁矢势上的修正。

    因为根据Bloch定理。

    当系统处于基态时，总的动量应该是0，同时波函数在外场也要保持这个规则。

    黄雨婷加入的轴重仪改变了系统动量，同时可以随时截断超额的电流。

    而粒子发射器则可以用于破坏库伦规范，让第一项的玻戈留玻夫算符失效，从一阶微扰理论的角度来让系统进入一个更‘冷’的稳态。

    这个数学上的模型不同于威腾的超弦理论，它是完全可以复现到物理现象上的。

    顺带一提。

    这个情境下如果考虑p=mveA/c，就可以得到大名鼎鼎的伦敦方程。

    没错。

    伦敦方程就是这样来的。

    视线再回归现实。

    在听到黄雨婷的这个想法后。

    葛同友也拿起了笔，在草稿纸上演算了起来。

    虽然葛同友如今的年纪已经很大了，视力、身体都逐渐开始衰退，能够出现在这里还是因为西昌的返聘。

    但对于他这种老三线来说，笔算压根不是什么难事儿。

    唰唰唰——

    一行行算符飞快的被写下。

    这是他在试着计算物理情景下是否能完全做到黄雨婷的想法。

    十分钟后。

    葛同友啪的一下放下笔，抬头看了看黄雨婷，又看了看徐云：

    “黄教授，徐博士，这个方案在数学以及我个人的经验方面不存在任何问题，具有很高的可行性。”

    “换而言之.”

    “我们接下来可以考虑重力梯度仪组装的事情了。”

    注：

    很多读者在问那个期刊测评，这个大概下个月开始哈。

    (本章完)