第116章 物理国赛(实验)开启!前所未有的挑战!
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在存在显着环境噪声(实验室未进行特殊隔震和气流屏蔽)和仪器不稳定性(激光器功率漂移、ccd暗电流噪声等)的条件下,尝试提取出淹没在噪声中的微弱扭转信号,并估算出其角位移的量级。
第三部分:实验方案创新与“第五种力”搜寻的初步构想(开放性加分题,最高20分)
针对本次实验中遇到的主要困难和限制(如环境噪声干扰、仪器精度不足、弱信号提取困难等),提出至少两种具有创新性的改进方案或全新的实验设计思路,并简要论述其可行性与预期效果。
结合当前粒子物理与宇宙学中关于“第五种力”或“新规范玻色子”的某些理论猜想(可自行查阅相关背景资料,或基于自己的理解进行合理推测),尝试构想如何利用类似的量子弱测量精密探测技术,在实验室尺度下搜寻可能存在的,由“第五种力”引起的,偏离牛顿万有引力定律的微弱反常相互作用。阐述你的实验原理、关键技术挑战、以及预期的信号特征。
提供器材(部分关键器材说明):
高灵敏度石英扭丝(直径5-10微米,长度可调,极易断裂,抗干扰能力差)
压电陶瓷微调平台(行程范围微米级,但存在显着的非线性效应和蠕变)
氦氖激光器(单模输出,但功率稳定性随时间漂移,且存在模式跳跃现象)
高精度ccd图像传感器(像素尺寸微米级,但存在较高的读出噪声和暗电流)
真空杜瓦瓶(可提供一定的温度隔离,但真空度维持时间有限)
各种微小质量球体(材质包括钨、金、硅、有机玻璃等,质量毫克级至克级不等,部分球体表面可能存在静电荷,需自行处理)
特别注意:实验室内存在显着的地面微震、空气流动、以及未屏蔽的工频电磁干扰。实验过程中,任何微小的操作失误或环境扰动,都可能导致实验数据的灾难性偏离!
当考生们逐字逐句地,如同阅读“天外魔神用宇宙射线刻在黑洞视界上的末日预言”一般,看完这份堪称“丧心病狂、惨无人道、令人发指、罄竹难书”的物理实验题目和器材清单后——
整个“深渊九号”实验室,彻底陷入了一种……比绝对零度还要冰冷的……宇宙热寂般的死寂!
紧接着,便是此起彼伏,连绵不绝,如同山崩海啸,世界末日降临般的……倒吸凉气声!以及……各种意义不明的,充满了绝望、崩溃、和对出题老师祖宗十八代亲切问候的……灵魂哀嚎!
“嘶——!!!量子弱测量?!第五种力?!我……我特么是在参加高中物理竞赛,还是在参加……参加诺贝尔奖评审委员会的秘密答辩啊?!”
“基于马赫-曾德干涉仪的量子指针弱测量放大效应?!还要用这个去耦合石英扭丝来探测微小引力?!出题老师,您是不是对‘高中生’这个物种的平均动手能力和理论水平,有什么突破天际的误解?!”
“高灵敏度石英扭丝!直径5-10微米!极易断裂!我……我感觉我呼吸稍微重一点,都能把它给吹断了!这还怎么做实验?!”
“压电陶瓷微调平台!存在显着的非线性效应和蠕变!氦氖激光器功率漂移还模式跳跃!高精度ccd高噪声还暗电流!这……这根本就不是在做实验!这是在用一堆‘定时炸弹’玩‘俄罗斯轮盘赌’啊!”
“最要命的是那个‘特别注意’!地面微震!空气流动!工频电磁干扰!这……这简直就是把我们扔进了一个正在刮十级台风的垃圾场里,然后让我们用一根头发丝去钓鱼,还要钓上来一条活蹦乱跳的蓝鳍金枪鱼啊!”
哀嚎声,抱怨声,以及各种充满了“生无可恋”和“世界毁灭吧,赶紧的”的负面情绪的吐槽声,在实验室内此起彼伏,形成了一曲悲壮、凄凉、足以让闻者伤心听者落泪的……“物理学劝退推广曲全球巡演燕京站实验专场震撼首演”!
来自京城附中的王牌选手李傲天,此刻脸色铁青,嘴唇哆嗦,他感觉自己的物理学三观,在这一刻,被这道题目给无情地、彻底地、反复地……按在地上摩擦,摩擦,摩擦出了宇宙大爆炸的火花!他原本还指望着在实验操作上扳回一城,找回自己作为“京城第一物理天才”的尊严,但现在看来……他感觉自己就像一只试图挑战哥斯拉的吉娃娃,除了汪汪叫几声,瑟瑟发抖之外,什么也做不了。
魔都队的“人形自走计算器”苏沐橙,那张清冷的俏脸上也罕见地布满了细密的汗珠,她手中的自动铅笔在草稿纸上疯狂地画着各种光路图和电路图,试图从那如同迷宫般的实验要求中,找到一丝丝微弱的突破口。但很快,她就绝望地发现,这道题的难度,已经远远超出了她所能理解和处理的范畴。这已经不是单纯的计算和逻辑问题了,这……这是对人类智慧极限的赤裸裸的挑衅!
“小法拉第”周凯同学,更是直接两眼一翻,很干脆地……晕了过去!
幸好他旁边的队友眼疾手快,一把扶住了他,才没有让他那颗充满了“物理学问号”的脑袋与坚硬的实验台进行一次亲密的“零距离接触”。
“完了……全完了……”扶着周凯的那个学霸,看着周围一片“世界末日”般的景象,以及手中那份堪称“物理学劝退圣经”的实验说明书,喃喃自语,眼神空洞,仿佛已经看到了自己物理竞赛生涯那悲惨的结局。
而秦风,在仔仔细细地将这份“信息量爆炸,难度系数突破天际”的实验说明书阅读了三遍之后,缓缓抬起了头。
他的眉头,微微蹙着,似乎在认真思考着什么。
但他的眼神中,却闪烁着一种……一种难以言喻的,如同在无尽黑暗中看到了一丝曙光,又如同在绝望沙漠中发现了一片绿洲般的……奇异光芒!
他那被【鹰眼级精密感知】能力强化到极致的感官,正在以一种常人无法想象的方式,疯狂地分析着实验台上的每一个仪器,每一个部件,甚至……空气中每一丝微弱的震动和气流!
“量子弱测量……微小引力效应……第五种力……”秦风的嘴角,勾起了一抹只有他自己才能理解的,充满了挑战与兴奋的弧度。
“有意思……太有意思了!”
“这……才像点样子嘛!”
他深吸一口气,目光如同最锐利的鹰隼,扫过那些在其他考生看来如同“催命符”般的“丐版”器材和“恶劣”环境。
其他考生看到的是绝望,是无从下手,是“世界毁灭吧,赶紧的”。
而秦风看到的,却是一个个可以被利用,被改造,被赋予全新生命的可能性!
他甚至能“看”到,那根直径只有几微米的石英扭丝,在空气中因为微弱的气流而产生的,肉眼几乎无法察觉的细微振动!
他能“听”到,那个氦氖激光器的电源内部,因为电流不稳定而发出的,极其轻微的“滋滋”声!
他能“感觉”到,那个压电陶瓷微调平台上,因为材料本身的压电效应和迟滞效应,在施加电压时产生的,极其微小,却又真实存在的……“粘滞感”!
这些,在其他考生看来,是致命的干扰,是无法克服的障碍。
但在拥有“鹰眼级精密感知”能力的秦风眼中,它们……却可能成为解开这道“神级”实验难题的……关键线索!
“叮!检测到宿主已成功激活【鹰眼级精密感知】能力,并对当前实验环境及器材进行了初步的‘超凡’评估!”
“系统提示:‘微观世界的探索者’临时任务已正式开启!请宿主尽情展现您那超越时代的实验才华,让那些凡人……哦不,是让那些评审专家们,为您那神乎其技的操作和洞察力,献上他们最诚挚的膝盖吧!”
听着脑海中系统那越来越“不正经”,但也越来越“给力”的提示音,秦风的嘴角,扬起了一抹自信而张扬的笑容。
“前所未有的挑战吗?”
他低头看了一眼自己那双因为“鹰眼级精密感知”bUFF加持,而显得格外修长、稳定、且充满了力量感的手。
“那就……来吧!”
一场注定要载入史册,一场注定要让无数物理学界大佬为之疯狂,一场……属于秦风一个人的“神级”实验表演,即将在这间充满了绝望与哀嚎的“深渊九号”实验室内,正式……拉开序幕!
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