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第四百三十五章　电流体动力学实验室

　　435章
　　剑桥大学数理研究所建立的初衷，就是为了让那些数学、物理领域的专家，在繁忙的教学任务之外，能有一段时间专心致志地从事科研工作。
　　在研究所的成员大都承担瑛国教学基金重点项目、面上项目、青年科学基金以及其它科研项目。
　　几十年间，数不胜数的科研工作者在所期间做出了很好的工作，获得过各种各数学、物理所支持并组织多种形式的国际、国内学术研讨会，邀请国内外著名数学家和物理学家前来讲学，开办学术前沿讲座。
　　可以说，剑桥大学发表的一百篇关于数学、物理方向的学术论文，估计有八十篇会来自剑桥大学数理研究所。
　　和程诺在麻省理工所待过的那个只由菲涅尔教授撑起来的一个小小的研究办公室不同，剑桥大学的数理研究所，是由全所上下一百多位研究员的共同努力下，才积累出如此超然的地位。
　　光是去年，数理研究所方面就完成了瑛国皇家科学院下属的三十多个一级科研项目。
　　而所长奥尔丁把程诺派遣过去的课题组，便是今年皇家科学院年初下发的全学科一百个一级科研项目之一。
　　数理研究所只有四层，除了第四层当做办公只用外，其余三层全是大大小小的实验室。
　　和数学那样只需要在本子上写写算算不同，物理研究大部分都需要实验数据作为支撑，因此整整三层的实验室大部分都是物理实验室。
　　虽然奥尔丁是数学系的人，但并担任所长以来，并没有对物理系的势力进行打压，反而是把每年资金的八成都用于投入各种物理科研项目。
　　和数学相比，物理研究的资金投入高的可怕。
　　做数学项目，只需要简单的纸笔，顶多再加上一台电脑。
　　而物理项目可不同。想要做课题就必须要做实验，需要做实验就需要买设备。
　　一台实验设备，便宜的可能就几百几千英镑，但贵的可以达到几十万英镑，光是皇家科学院批给的那点研究基金可完全不够用，还不是需要研究所自己垫上。
　　要是万一再加上实验失败，那更是血亏！
　　如今研究所内正好有一个物理课题项目研究进度卡住了，需要一个数学系的人过去帮忙。奥尔丁手下没有闲人可用，于是就让刚入职的程诺顶上一段时间。
　　奥尔丁把克莱教授叫来，让他带着程诺去那个物理课题组报道。
　　克莱教授把程诺带到二楼的203号实验室。
　　门牌上写着“电流体动力学实验室”几个字。
　　克莱直接推门走进去。
　　电流体动力学实验室的面积并不大，一百平米左右的样子。毕竟只是一个流体力学和电动力学之间的边缘学科，并不需要超大型的的实验设备。
　　此时正有两位教授在实验室内做着实验。
　　两人穿着白色的实验服，站在真空室的钢化玻璃前，一人操作着仪器，一人记录着数据。
　　真空室内，毛细喷嘴将加热熔融后的bi~zn合金，阴阳极电筒调整好中级间距后，便释放出超强的电压，程诺都能看到跃动的电花。
　　一位研究院按下仪器上的按钮，便驱动坩埚喷嘴喷射液流，分散的液滴在下降的过程中被冷却，落入冷阱的底盘上。
　　底盘被机械臂移除真空室，另一位研究院取样在电子显微镜下观察一阵后，便对着另外一人轻轻摇摇头。
　　“又失败了。”语气中带着无奈。
　　程诺和克莱教授站在一旁默默看完了这一切。
　　直到两位研究员做完实验转身，才看到了站在实验室内良久的两人。
　　“还是失败了？”克莱教授皱着眉头问两人。
　　两位研究员当中年长的那位苦笑一下，“对，我们已经修改过五十多组数据了，可依旧无法得到符合规定的超纳米微粉。”
　　“清楚什么原因了吗？”
　　“我们猜测应该是对数据的计算过程出了问题，这不才向所长要一位数学家过来帮我们。怎么样，所长说人什么时候到？”
　　克莱教授瞥了一眼身后的程诺，嘴角浮现一抹打趣的笑容，“人我已经给你们带来了。”
　　“带来了？在哪？”研究员先是愣了一下，接着视线望到了站在克莱教授身后的程诺，心里突了一下。
　　他干笑道，“克莱先生，您说的，不会是站在您身后的这位吧。”
　　克莱给了研究员一个赞赏的眼神，“没错，这一位，便是老师刚花大代价招进来的研究员，程诺！”
　　两人望着年轻的过分的程诺，对视一眼，皆是摇头苦笑。
　　克莱教授把程诺拽到面前，介绍道，“这两位是亚历克．巴纳德教授和马克斯．加里森教授，皆是物理界成名多年的物理学家，主要研究力学方向的专家。”
　　“两位好。”程诺微笑的开口。
　　克莱教授对两位教授解释道，“两位，不要被程诺的长相所迷惑，虽然他还只是个学生，但数学水平足以解决你们当前遇到的问题了。老师可是费了不少劲才让他答应过来帮忙。”
　　什么，还是个学生？！
　　两位教授已经懒得吐槽了。
　　所长这是因为他们实验太多次，耗费了许多资源，彻底放弃他们了吧。
　　“那多谢所长的好意了。”两人面色发白的说道。
　　“我就不多待了，你们三个交谈，争取尽快把课题结题。”克莱说完后，便匆匆离去。
　　实验室内只剩下程诺和两位教授大眼瞪小眼。
　　“哼！”年长的那位研究员冷哼一声，扭过头不搭理程诺，走到办公桌前看着一大堆实验数据发呆。
　　另一位研究员也没有和程诺说话，走到仪器前皱着眉头琢磨到底是哪出了问题。
　　程诺也懒得开口，他是被叫过来帮忙的，不是被孤立的。
　　随便拉过来一把椅子，程诺翘着二郎腿，悠闲的玩着手机。
　　几分钟后，年长的研究员瞥了一眼拿着手机玩着小游戏的程诺，神色挣扎几秒后，率先打破沉默，“那个谁，过来帮忙看一些这些数据。”
　　……………


第四百三十六章　质疑

　　436章
　　数学系和物理系。
　　这两者一是所有学科的基础，另一则是自然科学的带头学科，皆是地位超然。
　　或许许多人以为，这两门学科一直是处于我鄙视你，你鄙视我，谁也不服谁的矛盾关系。
　　但事实上，两学科自创建伊始，就处于一种友好的合作关系。
　　仔细一想也确实是这样。无论是数学研究还是物理研究，都如同走在一条孤僻的小道上，与大众社会所隔绝，同行者寥寥。
　　你不能妄想别人听懂什么是丢番图分析，搞懂凝聚态物理包含的具体是什么内容。
　　因此对数学家或者物理学家来说，对方便成了为数不多能拥有共同语言的同行者。
　　英雄惜英雄，说的大概便是这种感觉。
　　所以两者并不存在为了争夺学术界地位言语相向，或者大打出手的情况。
　　而两位教授对于程诺的不满，并非在于程诺的“数学家”身份，而是质疑程诺的学术水平。
　　他们实在是搞不懂，奥尔丁所长为什么派来的人是程诺，一个光看样貌就觉得不靠谱的家伙！
　　但程诺毕竟是所长派来的人，两位教授也不好一直把程诺晾在一边，否则日后很可能会和所长的关系闹得很僵。
　　因此在犹豫一阵后，年长的那位研究员叫了一声程诺。“那个谁，过来帮忙看一些这些数据。”
　　程诺抬抬眼皮，望了一下年长教授的方向，继续低头玩手机。
　　年长教授无奈，和站在真空室外年轻的那位教授对视一眼，将手中的一摞实验数据拿好，起身来到程诺身边。
　　“程诺先生，你也别让我们难做。虽然我不知道所长把你派来我们课题组的目的是什么。但我需要告诉你的是，我们手中的这个项目是皇家科学院的一级项目，没有按时交工的话，责任不会只落在我们两个身上。”
　　程诺将手机收起来，抬头对视上年长教授的眼睛，语气不紧不慢的说道，“奥尔丁教授让我来这，是听说你们遇到的麻烦，特地让我过来帮忙的。而并非在这里受你们气的。单以年纪评判一个人的学术水平，难道剑桥大学的教授，都是以此辨人的吗？这么说，在街上随便拉一个七八十岁的乞丐，你们都要尊称为学术泰斗喽！”
　　“你……”年长的教授气得胡子都竖起来了。
　　不过能成为教授人物，都不是干什么事都不动脑子的莽夫。程诺区区几句话还不足以激怒他们失去理智。
　　年长教授气得有些涨红的脸色很快恢复如常，瞥了一眼笑吟吟望着自己的程诺，冷哼一声，开口说道，“我承认我刚才说的话有些武断，但我说的那些皆是常理。”
　　年长教授将一摞记录着实验数据a4纸递给程诺，“如果你真的能在一天之内分析出实验失败的原因，便能证明你是那种突破常理之人。到时，我们二位定然为之前的武断道歉。”
　　程诺笑了。他从年长教授手中接过那一摞实验数据，笑的很开心。
　　“一天没必要，一小时足矣。”
　　程诺自信的语气让年长教授的心里不停的打鼓。
　　为了避免被说是找外援，程诺直接就坐在实验室内翻看起那一大堆实验数据。
　　数据很多，五十多组实验足足记录了一百多张a4纸。
　　五十多组实验的实验数据不尽相同，但结果都一样，因为都是失败了。
　　程诺不理会两位教授那时不时打量的眼神，思绪彻底沉浸这堆实验数据中。
　　…………
　　《电流体动力学技术制备纳米超微粉的研究》，这是该项目的全称。
　　简单来说，就是利用电流体动力学理论，应用于制备纳米超微粉。
　　而纳米超微粉是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料、……光电子材料、先进的电池电极材料等诸多实用领域。
　　传统的制备超纳米微分的方法，不仅成本高，而且对环境和材料都有相当苛刻的要求，使得难以大范围的推广实用。
　　而一旦用电动力学制备纳米超微粉的研究实验成功话，那只需要通过简单的石英毛细管，外加超强电压就可以轻松进行制备纳米超微粉，成本不足原来的一成。而且，对制备纳米超微粉的材料也没有那么苛刻的要求。
　　难怪这个项目难度系数不算太高，却被列入皇家科学院一百个一级项目之一。
　　这东西一旦弄出来，能创造的价值简直不要太大！
　　想通了这一点，程诺就知道两位教授为啥这么着急了。
　　用了十多分钟，程诺将所有的数据翻看了一遍，便将所有的数据记录在脑海中。
　　接着，程诺闭上双眼，脑海中构建出表格，将实验数据一个个填入其中。
　　两位教授的目的是为了制备符合要求的纳米超微粉，但五十多次实验下来，所得到的粉末粒度并不符合纳米超微粉的要求。
　　每次实验，大概只能有十分之一的粉末能保证粒度在100纳米以下，如果只是这个成功率的话，那完全没有进行研究的必要。
　　程诺现在需要做的就是通过推导，找到问题的所在。
　　制备超纳米微粉的实验条件下，自变量很多，但对超纳米微粉的粒度有影响的就只有那么几个：直流高压的电压、直流高压的频率、实验温度、毛细管喷嘴直径大小和喷嘴长度、输送熔体压力、熔体在毛细管中流动时的沿程阻力……
　　“有草稿纸吗？”程诺突然抬头说道。
　　年长教授指了实验室的一个角落，“那边全都是a4纸，随便用。”
　　望着程诺的背影，年长的教授摸着下巴深思。
　　他注意了一下时间，从程诺拿到实验数据到现在，才过去半小时不到而已。
　　难道……他这么快就有思路了？
　　程诺可不管年长教授是怎么想的，拿了几张a4纸，从口袋中掏出随身带着的笔，便开始在纸上计算数据：
　　【设r为超微粉最小平均半径，o为金属液表面张力，￡o为真空下的介电常数，μ为与场强有关的系数，g为单位时间内形成的液滴量，u为直流高压……】


第四百三十七章　真空度

　　437章
　　【设r为超微粉最小平均半径，o为金属液表面张力，￡o为真空下的介电常数，μ为与场强有关的系数，g为单位时间内形成的液滴量，u为直流高压，i为场致发射电流。则超微粉的平均半径与直流高压等有关参数的公式关系为：r=6ε0gσ/√ε0μiu＋2σ（3ε0gi/μu）。】
　　【设熔体在毛细管中流动时的沿程阻力为p，λ为沿程阻力系数，d为管径，l为熔体流经的毛细管长。v为平均流速，p为熔体的密度。粘性液体在毛细管中流动时多发生层流。设合金熔体在毛细管中的流动为稳定层流，根据darcy公式，合金熔体在毛细管中流动时的沿程阻力p1为：p1=λl/dpv^2/2，则……】
　　…………
　　程诺在纸上依次列出实验自变量和所得超纳米微粉粒度的关系式。
　　随着一个个公式的列出，程诺的思路愈发的清晰。
　　“在直流高压的大小保持不变的情况下，纳米超微粉的尺寸应该是随着液滴发射频率的增加而呈非线性衰减，但当液滴发射频率增加到57赫兹后，尺寸便呈线性关系缓慢增加。”
　　“但输送熔体的压力不同，当合金熔体在毛细管中流动的压力增加时，熔体在石英玻璃毛细管前端形成液锥时表面产生的附加压力也会随之增加，两者之间关系符合c曲率公式。如此说来，那么……”
　　口中一边自言自语，程诺的双眼愈加的明亮。
　　低头看了一眼手边的实验数据记录表，程诺的嘴角微微一勾。
　　“我想，我已经知道问题出在何处了。”程诺心中默默道。
　　另一边，年长教授见程诺已经许久没动静，便不再把注意力放在程诺那边。
　　即便程诺真的有实力帮他们两人解决目前的困境，可他也丝毫不认为程诺能在一小时内办的到。
　　现在有时间冷静下来，年长教授也渐渐觉得刚才的话语确实有些过激了。
　　怎么说，程诺也是一位天资聪颖的青年，争强好胜本是常事。他们二位身为前辈，确实不应该咄咄相逼至此。
　　幸好刚才没说万一要是程诺失败了该如何，否则倒是让他做也不是，不做也不是，陷入两难的境地。
　　这样正好。待时间一过，自己就上去和蔼的慰问一番，再委婉的告诉他难以当此大任，让所长换个人过来，尽量不伤及程诺的面子。
　　心中已经如此规划好，脑海里已经浮现出画面。
　　年长教授刚准备给自己倒杯茶润润嗓子，便见桌上的茶壶已空，准备起身再去泡上一壶。
　　刚起身到一半，一扭头，看见身侧很突兀出现的身影，便被吓得直接一屁股坐在椅子上，茶壶也哐当一声落在地上。
　　“程诺，你什么时候过来的，怎么一点声音都没有？”
　　“过来有一会儿了，教授，我刚才见你正怔怔出神，不知在想什么东西，便没忍心打扰你。”
　　年长教授轻咳一声，有些微微的脸红。
　　他当然不能告诉程诺，他幻想的是过会儿如何以一副长者的姿态“教诲”程诺。
　　避过这个话题，年长教授一边把地上的茶壶捡起来，一边问道，“程诺先生不是在那边检查实验数据吗，这么快来找我，难道是已经发现问题所在了？”
　　年长教授的语气中满含笑意。
　　时间才过去四十分钟不到，他可不认为程诺发现的了实验中存在的问题。
　　要知道，他和那位比较年轻的教授，虽然都是物理学家，但数理不分家，两人的物理水平能达到如此高的造诣，数学水平也不会太差。至少比之顶尖大学数学专业的博士生是丝毫不虚的。
　　可即便如此，这个问题两人琢磨了三四天愣是没有琢磨出任何头绪来。
　　至于程诺用四十分钟就搞清楚……
　　他可不以为自己真的有那么不堪。
　　年长教授猜想，程诺八成是见时间将尽，获胜无望，所以来这将此事轻描淡写的一笔带过。
　　如果真的是这样的话，那自己也不介意卖程诺一个面子，当此事从未发生过。
　　反正听克莱先生的意思，程诺八成是要在研究所待一段时间了。以后抬头不见低头见的，没有必要刻意交恶。
　　然而，这一切都只是年长教授自己的猜测而已。
　　在年长教授略显呆滞的视线下，程诺缓缓点头，将草稿纸推到年长教授面前，咧嘴一笑，“没错，你们实验失败的原因，已经被我找到了。”
　　见年长教授没有反应，程诺继续解释道，“我已经将所有影响纳米超微粉粒度的自变量进行公式推导，最后得出八个计算关系式，还有其各自的适用范围。”
　　“然后我把你给我的实验记录数据对照了一下，发现了问题所在。”
　　程诺用手指按在草稿纸上用圆圈重重圈出的那几个字上。