一行人在酒店裡吃了飯後則是回到了房間休息。
林天被安排在單獨的房間,程志尚則是與陳校長兩人共住一間房。
用陳校長的話來說,那就是給咱們的『聖子』最好的待遇……
……
第二天,一行人提前半小時就來到了考察,在確定了林天的位置後,陳校長與程志尚二人才放心了下來。
早上八點,考試開始,卷子準時發了下來,厚厚一沓,足足十二頁。
林天先粗略翻了一遍。
第一頁是選擇題,共十道,每題4分——這是熱身。
第二頁到第五頁是計算題,六道大題,每題15分,涉及剛體動力學、電磁場邊值問題、熱力學循環、狹義相對論效應、量子力學初步。
這些題目對於絕大部分學生來說都是極難,但林天簡單看了一下,也就那樣。
真正硬骨頭是在第六頁。
附加題(50分,本題由蜀都省物理學會與龍國工程物理研究院聯合命題,旨在考察創新思維能力,不計入總分排名,但作為省隊選拔的重要參考。)
某新型磁約束聚變裝置中,等離子體環在強磁場下會激發一種不穩定性,表現為環向模數n=1的扭曲模。實驗中發現,當等離子體壓強與磁壓之比β超過某一閾值時,該不穩定性會從線性增長轉為非線性爆發,導致約束時間急劇下降。現給定裝置參數:大半徑R=3.5m,小半徑a=1.2m,環向磁場B=5.3T……給出β閾值與等離子體旋轉頻率的解析關係,並提出一種抑制該不穩定性的可行方案。
看到這最後一題,林天嘴角這才不由得露出了一絲笑意:
「這才有點意思。」
林天也不再廢話,當即開始做題目。
前面的題目和之前做數學題一樣,根本沒有停留的『抄寫』答案。
前後用了不到三十分鐘就已經完成。
最後,林天將目光鎖定在了這附加題上。
林天略一思索後,然後開始動筆。
第一步,從MHD方程組線性化,得到扭曲模的本徵方程。
第二步,考慮非線性項,利用準線性理論處理模與模之間的能量交換。這步最難,因為非線性飽和的物理機制涉及磁島的重疊與湍流輸運。
在等離子體邊緣注入一束旋轉的中性束,利用剪切流來撕裂非線性渦旋……
林天一邊寫過程,又一邊開始畫著一個極複雜的相圖,兩條曲線在某個臨界點相交。
撕裂模、磁島重疊、湍流飽和等等專業術語以及相關公式不停的出現在試卷上。
監考老師路過林天旁邊時,不由得皺了皺眉,出於好奇,他站在林天身後多看了幾秒。
然後,他愣住了。
這位監考老師本身就是物理系的研究生,他隱約覺得這個學生在做的事情不太對勁。
當即快步走回講台,低聲和另一位監考老師說了幾句。
另一位老師拿起手機,走出教室打了通電話。
二十分鐘後,一個頭髮花白的老者推門進來了。
只見他徑直走到林天身後,但林天卻渾然不覺。
因為此時的他神識已經完全沉浸在那個等離子體環里,磁場線在他腦海中舞動,非線性渦旋在旋轉剪切下被拉長、撕裂、耗散。
林天正在做最後一步——提出抑制方案。
在等離子體邊緣(r/a≈0.85)施加一束切向中性束注入(NBI),使其旋轉頻率Ω_NBI與等離子體固有旋轉頻率形成共振,從而在有理面附近產生一個剪切流層。
該剪切流的流速梯度可將非線性渦旋撕裂為小尺度湍流,增強徑向輸運,但同時使大尺度扭曲模無法有效增長。
由此得到的β閾值修正為……
扭曲模被完全抑制,讓扭曲模在受控條件下驅動自舉電流,反而可以增強約束。
具體方法需要重新設計磁場拓撲,篇幅所限不展開。
林天放下筆,揉了揉手腕。
四個小時的考試,他用了不到一個半小時。
此時他才發現自己身邊多了一個人。
「同學,你跟我來一下。」
林天抬頭望去,只見是一個老者,胸牌上寫著:
蜀都省物理學會理事長,周遠達,龍國科學院院士。
林天點了點頭,當即起身跟著他走出了考場。
「又是這麼完就交卷了?」
見到林天出來,陳建軍與程志尚兩人當即站了起來。
「這兩位是?」
「這是我的校長以及老師。」
林天介紹道。
「哦?」
周遠達眼睛頓時一亮。
能夠教出林天這樣的學生,那必定不是一般人。
「你好。」
周遠達主動伸出了右手。
「周院士您好。」
兩人連忙伸出手。
簡單寒暄後,周遠達開口道:
「我們有點事情要找一下這位林天同學,還請兩位稍微等一下。」
不是周遠達看不起程志尚,若是他的水平真的比林天好,也不會只在高中裡面教物理了。
「周院士您請,我們去樓下等著,林天若是完事了,給我打個電話就行。」
陳建軍說完,當即將林天進入考場前交給他的手機還給了他。
「沒問題。」
走廊盡頭是一間小會議室,裡面坐著三個人,看氣質都是搞物理的。
周遠達把林天的試卷往桌上一放,語氣很平靜,但眼神里有一種壓不住的波動:
「你們看看。」
三個人當即湊了過來,第一個拿起試卷的是一個戴金絲眼鏡的中年男子,他看了不到半分鐘,手就開始抖了:
「這……這是從MHD方程組直接推的?」
「非線性準線性化……這個處理方式我從來沒見人用過。」
「等等,他提出的這個『利用扭曲模驅動自舉電流』的思路……」
第三個人猛地抬頭,
「這不是我們院正在申請的那個項目嗎?」
周遠達緩緩點頭:
「龍科院等離子體所上周剛提交的『先進托卡馬克運行模式』立項報告,核心創新點就是這個。這位同學,只用一道競賽題的時間,把我們一個院士團隊討論了半年的東西推導了出來。」
會議室頓時安靜了下來。