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第15章 微光(1/2)

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第十五章 微光

刘逸的危机,如同投入平静湖面的石子,在317宿舍这个小圈子里,漾开了一圈圈沉重而持久的涟漪。那一晚天台上近乎崩溃的倾述,以及后续几天他持续的低迷和封闭,让李叶、张海峰和王哲都真切地感受到,学术道路上的压力,并非总是催人奋进的动力,有时也会成为压垮骆驼的最后一根稻草,冰冷而真实。

第二天,在张海峰的提议和李叶、王哲的陪同下,刘逸最终还是去见了物理学院的辅导员。辅导员是个年轻的女老师,很耐心地听完了刘逸语无伦次、充满自责和绝望的叙述,也向李叶他们简单了解了一些情况。她没有立刻给出解决方案,而是首先建议刘逸去学校的心理健康中心做一次咨询,并强调学校有保密原则,会全力帮助遇到困难的学生。同时,她也表示会先侧面了解一下方文教授那边的情况,寻找一个合适的沟通契机。

去心理健康中心,对骄傲的刘逸来说,起初是极其抗拒的,仿佛那是一种对自己“失败”的公开承认。但在李叶他们反复劝说,以及辅导员温和而坚定的建议下,他还是去了。咨询的具体过程,刘逸没有多说,但从他回来后略显疲惫但似乎放松了一点的神色看,至少有人听他说话了,有专业的渠道帮他梳理那些几乎要将他吞噬的负面情绪了。

至于和方文教授的沟通,则要棘手得多。辅导员试探性地联系了方教授,委婉地提到了刘逸近期精神状态不佳,学业压力很大。方文教授的回应,据辅导员转述,是典型的、符合他风格的冷静(或者说冷淡):“做研究有压力很正常。他如果觉得这个课题太难,可以做调整,但需要他自己想清楚,拿出具体的方案来跟我谈。我这边,只看结果,不听借口。”

这话听起来有些不近人情,但似乎也给刘逸留下了一丝余地——调整课题的可能性。然而,如何“想清楚”,拿出什么样的“具体方案”去跟那位以严格和挑剔着称的方教授谈,对此刻信心几乎崩溃的刘逸来说,不啻于另一座大山。

那几天,刘逸像一抹游魂,在宿舍、食堂、心理咨询室之间飘荡。他不再去方文教授的办公室,也几乎不碰那些让他头疼的理论文献。大部分时间,他要么躺在床上发呆,要么坐在桌前,对着空白电脑屏幕一坐就是半天,眼神空洞。李叶他们尽量不去打扰他,只是默默地在生活上给予一些关照,打饭时多带一份,晚上留意他是否回来。言语的安慰,在巨大的现实困境面前,显得苍白无力。他们能做的,只是在刘逸这艘几乎搁浅的小船旁,提供一点微不足道的、安静的陪伴。

生活还要继续,课题也在继续。李叶在经历那晚的冲击后,更加珍惜自己相对平稳的研究节奏,也对自己所拥有的——一个虽然要求严格但方向明确、指导有力的导师,一个尽管困难但自己逐渐找到门路的课题,以及“静默连接”带来的学习优势——充满了感恩。他将对刘逸处境的复杂感受,化为了推进自己工作的动力。那些枯燥的数据分析,那些艰深的场论推导,似乎不再仅仅是学业任务,而是一种可以把握的、实实在在的、能够带来进展和希望的东西。

他按照陈其林教授的建议,重新审视了纠缠熵的计算。仔细检查边界条件,调整拟合区间,尝试了不同的标度分析方案。他发现,之前中心荷拟合结果的较大波动,部分源于开边界条件下有限尺寸效应的特殊行为,以及他选取的拟合公式在某些参数区间的适用性问题。当他采用更合适的拟合方案,并比较了不同分割方式下的纠缠熵标度行为后,得到的结果变得更加一致和有说服力——在阻挫和交错磁场竞争强烈的参数区间,纠缠熵的标度行为确实显示出与共形场论预言相符的特征,暗示系统可能处于一个临界点或无能隙相附近,尽管中心荷的具体数值仍有一定不确定性,但趋势是明显的。

同时,他对低能激发谱的分析也有了新的进展。通过更精细的 Lanczos 对角化和动力DMRG计算,他更清晰地勾勒出了低能激发的结构。在某些参数下,确实观察到了类似连续谱的特征,激发能隙在有限尺寸下迅速减小,与 Luttger液体无能隙的特征相符。他还计算了不同自旋分量的关联函数,发现其长程行为也呈现出幂律衰减的形式,且不同分量的幂律指数似乎存在关联,这进一步支持了系统可能处于某种量子临界或无能隙液态的猜测。

当然,这些仍然是“迹象”,而非“铁证”。但相比于之前模糊不清的图像,现在他手中的“拼图碎片”更多了,相互之间也能更好地印证。他不再急于将“ Luttger液体”或“自旋子”这样的具体标签贴上去,而是更扎实地收集证据,从多个侧面描绘系统的低能行为特征。他建立了一个详细的、不断更新的数据分析文档,记录下每一个观察、每一个猜想、每一个有待解决的问题。陈教授对这项工作进展给予了“方向正确,证据链在逐步完善”的简短肯定,这给了李叶莫大的鼓励。

然而,真正的突破,或者说,将数值观察与场论框架联系起来的实质性一步,却来自于一个看似偶然的灵感,以及对那篇MIT预印本论文的深入研读。

那篇论文讨论了在一维阻挫自旋链中引入交错磁场后,可能出现的、由分数化自旋子费米子描述的 Luttger液体相。作者采用了一种巧妙的、结合玻色化和重整化群的解析方法,推导了低能有效理论,并预言了某些可观测量的标度行为。李叶在反复研读这篇论文时,对其中的一个技术细节产生了浓厚兴趣:为了处理交错磁场破坏平移对称性带来的复杂性,作者引入了一个“二聚化”的平均场近似,将原晶格上的自旋映射到新的、有效链上的费米子,然后再进行玻色化处理。

这个“二聚化”近似,让李叶联想到了自己模型中的交错磁场项。在他的哈密顿量中,交错磁场也是以周期性的方式作用在自旋上,等效于在相邻格点施加了方向相反的磁场。这是否意味着,在强磁场区间,系统有自发“二聚化”的倾向,即倾向于形成自旋单态的二聚体?而二聚体之间的相互作用,可能由阻挫项主导,从而涌现出新的低能物理?

这个想法让他感到兴奋。他立刻回到自己的数值结果中,重新审视了在强交错磁场下的基态性质。他发现,在磁场强度足够大时,系统的自旋关联函数确实呈现出明显的近邻强、次近邻弱的特征,局域磁化被压制到极低水平,这似乎与“二聚化”的图像不谋而合。更重要的是,在强磁场和适当阻挫的共同作用下,低能激发谱显示出非常平坦的连续谱特征,这不像传统的磁有序相,也不像简单的二聚体固态(valence bond solid),反而更像某种具有分数化激发的液态。

“如果……如果系统在强交错磁场下,倾向于形成自旋单态的二聚体,”李叶在数据分析文档中飞快地敲下自己的思考,“那么,这些二聚体是否可以被视为新的、有效的低能自由度?它们之间的相互作用,由于阻挫的存在,可能是反铁磁的、甚至是阻挫的。这样一来,原模型或许可以映射到一个有效的、阻挫的二聚体模型上。而这个有效模型,在某些情况下,其低能行为可能由分数化的、在二聚体之间游动的自旋子所描述……”

这只是一个大胆的猜想,一个基于数值迹象和理论文献启发的、尚不成熟的“物理图像”。要证实它,需要大量的后续工作:需要严格推导从微观模型到有效二聚体模型的映射关系(这本身就是一个困难的场论问题);需要分析有效模型的低能行为,看看是否能预言出类似 Luttger 液体的性质;更重要的是,需要用更精确的数值计算(比如计算自旋子的谱函数、检验分数化的自旋-自旋关联等)来检验这个图像。

然而,这个猜想本身,就像一道微光,划破了之前仅仅停留在“观察现象-猜测可能理论”层面的混沌状态,为他提供了一个可能的、具体的理论构建方向。他不再仅仅是将观测到的现象与现成的 Luttger 液体理论进行粗略的、定性的类比,而是开始尝试构建一个自洽的物理图像和理论框架,来解释为什么在这个特定的模型中,可能会出现这样的现象。

他将这个初步的想法整理出来,连同最新的数值分析结果,一起发给了陈其林教授。邮件发出后,他有些忐忑。这个猜想还很粗糙,甚至可能漏洞百出。

陈教授的回复在一天后到来,内容比以往稍长了一些:“想法有启发性。从交错磁场诱导的‘二聚化’倾向出发,构建有效的低能自由度,是场论分析中常见的思路。你观察到的数值迹象(强磁场下近邻关联增强、低能谱平坦等)与这个图像定性相符。可沿此方向深入:1. 尝试从微观哈密顿量出发,用强耦合展开或平均场方法,推导有效的二聚体模型,注意处理阻挫项。2. 尝试用DMRG直接计算‘二聚体-二聚体关联’或‘键能关联’,看是否支持二聚体形成。3. 查阅文献,寻找有关阻挫二聚体系统低能行为的已有理论结果,进行比较。这是一个值得探索的途径,但记住,从猜想到可靠理论,距离还很远,需要扎实的推导和更多的数值验证。”

陈教授没有给予热情的赞扬,但“有启发性”、“值得探索”以及具体的建议,已经是对这个初步想法最大的肯定。这微光,得到了导师的认可,虽然微弱,但足以照亮前行的几步。

李叶备受鼓舞。他立刻行动起来,一头扎进更深的文献和推导中。他查阅了关于自旋二聚体化、关于阻挫自旋梯子、关于自旋子费米子理论的大量资料。他开始尝试用强耦合微扰论的方法,对自己的哈密顿量进行近似处理,试图提取出描述二聚体之间相互作用的有效模型。这项工作极其繁琐,充满了复杂的自旋算符代数和对易关系,常常一个小步骤就要推导半天。但他乐在其中,因为这一次,他不是在被动地验证某个现成理论,而是在主动地构建一个可能的解释框架,尽管这个框架目前还只是用草稿纸和脑海中的方程式拼凑起来的雏形。

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