很久沒在知乎上寫東西了。不只是在這個專欄,這兩三年甚至連答案都沒寫過幾個。這個專欄有上百個人關注,卻一直都沒有更新,承蒙大家錯愛。上一篇講的還是我剛拿到博士錄取通知的事,現在我都快要博士中期考核了。

正是因為在寫中期考核報告,我回顧了一下博士前兩年的經歷,學到的東西,感覺差強人意,還過得去。雖然還沒發表任何論文,但是學到了不少知識。我想在這個專欄里也寫個類似於中期考核報告的文章。在這裡挖些坑,寫下我要寫的文章,這樣我就不會一直拖著。

參加會議的經歷

Majonext2017

儘管還沒有論文,我仍然很幸運地在新加坡之外參加了兩次學術會議。第一個是17年5月在西班牙馬略卡島舉行的Majonext2017會議,另一個是下面會提到的OCPA9。Majonext2017會議大概是第一個以馬約拉納費米子為主題的詭異。會上大牛雲集,Kouwenhoven、Marcus、Molenkamp、Jarillo-Herrero、張首晟都在。在會上也認識了不少學生輩的大牛,特別是鄧明堂和李川。這兩個人現在都當上教授了。這是我第一次正式參加的學術會議,而且學到了很多東西,雖然過了那麼久當時受到的震撼和感想都忘得差不多了,但是我一定要認真寫下來。

OCPA9

如果你有關注這個專欄的話,你大概知道我的物理征程起源於在新加坡舉行的OCPA8(第八屆全球華人物理學家大會)。三年以後(17年7月)OCPA9在清華舉辦,雖然我參加完Majonext,但是導師還是非常接近人情地讓我去北京參加對我意義重大的OCPA9。(當然,那是因為我幫他申請到了三百萬新幣的科研經費。)會議組織方面,OCPA9比OCPA8要差太多了。小報告在普通教室里進行,有些報告聽的人多,課室里連站的地方都沒有。吃飯要走大老遠到飯堂吃,吃完又得趕緊往回走,很多老教授走不過來要錯過下午第一場報告。不過OCPA會上報告的廣度和深度是很多會議都比不上的。雖然我做的是凝聚態,但是我聽得最多的是高能。能夠從項目主持人口裡聽到關於環形正負電子對撞機、天琴計劃、錦屏暗物質探測實驗室的進展,是非常難得的經歷。關於OCPA9的文章其實我已經寫了兩千字了,但是最後沒有發表出來。回頭修改一下就發表。

OCPA9大合照

QM90、Workshop on Topological Phase Transitions and New Developments和Feynman100

南洋理工大學有個高等研究院(IAS),不怎麼做研究,但是常常組織非常高規格的學術會議。這些會議大多是紀念性質的,所以報告的內容不會太枯燥難懂,一般我去都是為了聽大牛講故事。本科的時候我就去過不少。我的Google Drive里有張記錄我見過的諾獎得主名單。這幾年來參加IAS的各種會議,見過的諾獎得主居然接近50個!!!我的目標是Gotta Catch Em All。O(∩_∩)O~

2017年是量子力學奠基90周年,IAS搞了一個紀念量子力學的會議。單諾獎得主就有六個:David Gross、Anthony Leggett、Gerard 』t Hooft、Arieh Warshel、?Rudy Marcus、楊振寧。像張首晟、薛其坤、葉軍、大野英男、Stuart Parkin、Peter Zoller這級別的大牛都只能算是小字輩。

2016年,拓撲物理拿了諾貝爾獎。沒過幾個月,IAS就把Haldane和Kosterlitz請來,搞了一個會議。人稱「阿笠博士」的Haldane還把諾獎金牌拿出來任人摸玩,可惜我沒摸到T_T。

Duncan Haldane,鄧肯·好蛋,江湖人稱『』阿笠博士『』

今年是費曼誕辰100周年,IAS在10月底搞了一個紀念費曼的會議。據會議的組織者私下跟我透露的信息,本來Caltech都沒打算紀念費曼,但是IAS執意要搞,所以Caltech也得自己搞一個。一個跟費曼無親無故的太平洋小島國要搞隆重的紀念活動,而費曼長期工作的Caltech總不能無動於衷吧?那得多丟人現眼啊?但是規格還是差太遠了。Caltech的紀念會議只搞了一晚加一天,IAS的紀念會議搞了整整三天,還在新加坡的藝術科學博物館搞一個半年的費曼展。這個會議安排的很有意思,一天只有4個人講,講60分鐘,討論45分鐘。本來我特別擔心討論那麼長時間會冷場,沒想到那麼長的討論時間都不夠用,大家都踴躍發言,互動感特別地強。雖然作報告的只有20個人,但是台下還有很多不做報告的大牛。財大氣粗的IAS從美國大老遠的把費曼的家人、同事、朋友都請了過來!在討論的時間裡,這些熟悉費曼的人講了很多關於費曼的故事。這次會議對我的影響也是非常深遠。我應該趁熱打鐵把文章寫出來,記錄一下。

這些會議規格都很高但是規模都很小,一般只有一兩百人參加,所以這些諾獎得主、大牛不只可以遠觀,還可以「褻玩「。有什麼問題可以隨便發問,吃飯、吃茶點的時候還可以去找他們搭話。QM90的時候我跟『t Hooft討論了一些真空和黑洞的問題。Feynman100的時候我問了Wilczek好多關於拓撲超導的問題和他對量子計算的看法。但是讓我印象最深刻的是Peter Zoller。我問他,現在量子計算機有那麼多種硬體實現方式,包括超導、離子阱和最新的拓撲超導,到底哪一種才是「晶體管「?他說,「我以為做量子計算就像登山。儘管你登的這座山未必是最高的珠穆朗瑪峰,無論是乞力馬扎羅山還是阿爾卑斯山,在登山過程中也都能看到獨特的風景。登山的樂趣不在於登頂,而在於欣賞途中的風景。做量子計算也一樣,讓我們多爬幾座山,欣賞不一樣的風景。

2004年諾貝爾物理獎得主Frank Wilczek和我

理論知識

讀博士兩年了,物理基礎知識仍然不是很紮實。在實驗室里,基礎物理知識最差的是我,研究課題最難的卻也是我。我理解得不算很深入,但是我希望能把學到的知識寫在這個專欄里。至少可以梳理一下知識,也希望知乎的大牛指點一下。

我想寫的理論知識有:二維超導、拓撲超導、拓撲量子計算、非局域自旋閥、自旋輸運、自旋弛豫。

實驗儀器知識

做實驗物理還學到很多在論文里比較少提到的實驗儀器工作原理和使用技巧。上面提到的理論知識只要能看懂英文,就能找到很多相關文獻。但是關於實驗儀器的文獻就比較少了,所以寫下來大概更有價值,也更符合我這個專欄的名字。

我想寫的實驗儀器知識有:脈管循環制冷機工作原理、稀釋制冷機工作原理、低溫過濾器種類和工作原理、測量儀器遠程控制和軟體、鎖相放大器、范德華異質結轉移技術

實驗數據分析

做實驗除了做樣品和測量,更重要的是數據分析。如果數據不是很龐大,分析不是很複雜,一般來說Origin是夠用了。Origin也可以編程,不過LabTalk編程語言非常不友好,指令和函數的名字更像彙編。Origin還可以用一個類似C語言的Origin-C編程。但是嘗試過LabTalk以後我決定放棄用Origin做數據分析。但是還在測量的時候一邊測一邊快速畫圖還是沒有什麼軟體能比得上Origin。後期數據分析我用Matlab和Jupyter Notebook。這一部分我想寫一篇文章詳細講一講。雖然我懂的不多,免不了獻醜,但是希望能夠拋磚引玉,得到大牛的指點。

我還想寫一些具體的例子。我發現一些非常淺顯的數據分析,在沒有前人指導的情況下,很難自學。真是因為都太簡單了,論文里一般都是一筆帶過,而我看完以後都是一臉懵逼,完全不知道如何下手。比如說:Aslamazov-Larkin formula長什麼樣子?很多文章都說超導轉變溫度可以用這個公式來擬合,然後引用原文。而原文是50年前寫出來的,討論了兩個形式,而且我也不清楚50年過去這個公式是不是有個更好的形式,或者更精準的常數等等。這麼簡單的一個公式我也花了好幾天才搞清楚。類似的情況有:

  • 如何從Hc-T數據中算出金茲堡-朗道相干長度
  • 如何用Halperin-Nelson公式擬合得到BKT相變溫度
  • 為什麼BKT相變溫度可以在VI測量里得到?為什麼BKT相變發生在 V propto I^3 ?
  • 如何用三維金茲堡-朗道模型和二維Tinkham模型擬合Hc2的各向異性
  • 如何用BTK模型擬合隧道譜

坑挖了那麼多,感覺一年也寫不完。暫且把目標定為博士畢業前寫完吧!


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