[分享] 極限的養成--雷射冷卻在台灣（下）

看板Interdiscip (科學科普)作者sherry123時間14年前 (2010/09/14 02:45)推噓2(2推 0噓 0→)

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【小標】如人飲水的師生之道研究室門口的白版寫著：老師，我又回來囉我女兒一歲囉！哈！下次帶給您瞧瞧囉。老師，好久不見，好懷念您可愛的身材和渾厚嗓音，當然還有那高超的球技。這當然不是韓殿君教授的白版，他向來不走溫情路線。上次和同學聚餐是一年前歡送畢業生。其他實驗室花心思設計實驗室的網頁而得獎，引以為傲地公布在實驗室佈告欄，韓殿君的學生做網頁反而會被罵浪費時間。同學參加物理相關的研討會，也會被他念：「有本事做出點成果，讓他們請你去演講。」同學在的時候，韓殿君完全不留情面的批評，還有故意提高音量之嫌。深怕不小心給點好臉色，同學就囂張起來。有趣的是，私底下，韓殿君曾經掛著滿足的笑容，跟我討論每個同學的個性，並驕傲地告訴我：「我們實驗室的學生是最好的，你認識他們以後就知道了。」「我不跟同學稱兄道弟。老師跟學生之間要保持『tension』（張力）才帶的動他們。」是否真是如此，並沒有對照組，不過雷射冷卻實驗室的同學的確一反社會對七年級生的偏見，沈默、自制、勤奮。星期五晚上，鄰近實驗室的一群人嬉笑怒罵穿過走廊的聲音，提醒了雷射冷卻實驗室的的成員吃飯時間到了。這群清一色瘦弱戴眼鏡的男孩，烏雲罩頂地拖著腳步，邊找餐廳邊規劃研究進度。吃飽飯，討論著餐廳老闆的兩個女兒哪個比較可愛，再拖著腳步回實驗室。中途經過別系舉辦的卡拉OK比賽，大伙兒被久違的笑聲和燈光吸引駐足了幾分鐘，又逼著自己回去做實驗。愈逼近韓殿君巡房的危險期，大伙兒臉色愈來愈凝重、手腳也愈來愈快。韓殿君來了以後，一句閒話也沒說，驗收指點了每個人。接著，拉了張椅子坐在蕭博文的電腦前，就開始長達兩個小時的挑錯。「你沒有給他任何條件、你沒有做任何事情，那這個測試你在做什麼？」「770的地方失控，所以這邊都完蛋了。」「你剛剛怎麼做的，你做一次給我看。」蕭博文僵著站在一旁，搓著雙手，有時支支吾吾，有時來回跑著調整儀器，在韓殿君的緊迫盯人下再進行一次實驗。兩個小時的挑錯算常態。柯長榮說，他曾經早上、下午上了一天的課之後開始做研究，晚上八點多韓殿君來指點他，一挑錯就是到半夜十二點。柯長榮不敢坐下，只有趁老師轉頭時，痛苦地蹲下揉著酸痛的小腿。這間實驗室唯一畢業的女研究生，對韓殿君的緊迫盯人還挺懷念的。她當時因為實驗和修課壓力兩頭燒，韓殿君建議她轉到比較輕鬆的實驗室，但她堅持撐下去。韓殿君知道她的決心，不論再忙都每天親自帶著她做實驗。他就是這樣一個老師，標準極高、不講好聽話，但絕不吝於傾注學生所有的時間精神與知識。這個女同學還透露了一個小故事。平常思緒敏捷、批哩啪啦罵人的韓殿君有天晚上表現很反常。女同學設計電路時出了點問題，請他挑錯。韓殿君手捧著電路，身體輕輕搖晃不言不語了幾分鐘。然後，把電路交還給女同學說：「你再想一想。」就走了。過沒多久，老師拿了「朋友的」喜餅請研究室的同學。又過幾天，他拿了喜帖來，說要結婚了，希望同學來吃喜酒，順便提醒大家不要張揚。原來是當時中正大學的校長介紹了同校的女教授給韓殿君，兩人從交往到論及婚嫁，同學都被矇在鼓裡。【小標】下一個星期三這是個不尋常一週。星期三是雷射冷卻實驗室全體成員的meeting，因此，星期二通常是最水深火熱的時候。不過由於媒體要來實驗室拍照的關係，星期二晚上實驗室有種含蓄的興奮。很少請同學吃飯的韓殿君給了同學兩千元，請他們明天開會時訂披薩。同學們七嘴八舌的討論該買些什麼才能把預算花完。星期二晚上吃飯時，氣氛也特別輕鬆，不過話題還是不離老師和實驗。有人抱怨，韓殿君願意跟太太的學生聚餐，卻不跟自己學生聚餐。有人羨慕其他實驗室的老師跟學生一起打籃球。快畢業的蕭博文口試完想去打漆彈，有人提議應該找韓殿君一起，大伙兒開心起鬨了幾秒，然後怕被潑冷水又自己打回票說：「算了，老師一定不會來。」星期三的meeting，很少看到一桌子披薩和可樂，氣氛卻如此凝重。上台報告的是熬了整夜的兩位準畢業生。蕭博文報告完後，下了台撐住下巴開始打盹。接下來換害羞的林志杰上台，開始吞嚥、結巴，緊張到似乎很難說完一句話。整片死氣沈沈中，只有韓殿君很有精神的開砲：「鏡架穩不穩？鏡面有沒有灰塵？雷射是不是有打一個斜角？是不是有打到傅立葉平面上？這些誤差一直累加上去，數據怎麼會準？」林志杰脹紅著臉、低著頭使勁揉著眉心，放棄辯解。有個晚上，同學告訴我：「對宅男來說，校園再大也沒意義，反正也不會去逛。」假期對他們來說也沒什麼意義，不過是耽誤研究進度的發明。沒有什麼工作不磨人。縱使如此，這群科學家相信這一切都值得，管他值得驕傲還是值得同情。鬆口氣、洗把臉、振作精神，還有下一個星期三。 ---------- 【BOX】隱形的光束曾經有群政府要人，在BEC競賽進行到最如火如荼的時候，參觀了科羅拉多大學教授康乃爾（Eric Cornell）的實驗室。康乃爾不僅沒停止實驗、或製作海報來接呼這些攸關實驗經費的重要人物，還要求他們降低音量避免影響實驗，並且匆匆地把人打發走了。比起康乃爾，韓殿君的雷射冷卻實驗室對我們的採訪工作有著極大的包容。當空氣中灰塵很少的時候，肉眼並不會看到光束的路徑，要產生星際大戰激光槍那樣的效果，空氣要夠髒或是水氣要夠重才行。就像手電筒所照之處會發亮，但空氣夠乾淨的時候是看不見手電筒產生光束的。為了方便我們拍攝光學桌上雷射的路徑，韓殿君特准同學掀起光學實驗桌上防塵塑膠布，點上實驗室有史以來的第一根煙。後來發現煙的散射效果不佳，幾個同學們又去其他實驗室借來液態氮。零下兩百度的液態氮能快速讓空氣中的水氣凝結，而水氣會讓雷射光產生散射，使雷射路徑更清楚。【Box】溫度的故事世界上第一支溫度計並不是荷蘭人華氏（Gabriel Daniel Fahrenheit）發明的，不過要感謝他在1714年做出了輕薄短小的玻璃水銀温度计，取代過去奇形怪狀的大型溫度計溫度計，否則只是隨便看個病、量體溫都有罪受了。華氏制訂的華氏溫標，是把氯化銨、水混合物結冰的溫度設為0°F，純水凝固的溫度為32 °F，水沸騰的溫而度則為212°F，這就是華氏溫標。華氏溫標開始使用起來彆扭，於是1742年，瑞典天文學家攝氏（Anders Celsius），將水的沸點和冰點間區分為一百個刻度，稱為攝氏溫標。可是當時的攝氏溫標還是很彆扭：沸點為0℃，冰點為100℃。1744年才被植物學家林奈修成現行的攝氏溫標。物質的溫度，由其中原子運動的平均速度決定。下回天氣冷，你可以換個說法：「今天空氣中原子動得真慢！」事實上，溫度要降到-273.15℃原子才會完全停住，科學家稱 -273.15℃為絕對零度，由英國物理學家凱爾文爵士（Lord Kelvin，原名為William Thomson）制訂，標示為K。科學家認為絕對零度是低溫的極限，以目前的科技，還沒有辦法讓原子完全不動。目前技術大概可以冷卻到10-9K；玻色-愛因斯坦凝態（BEC）出現在10-6K以下。實驗室裡並沒有可以測量到如此低溫的溫度計，所以，既然原子速度可以代表溫度，這些科學家們，就觀察這些已經凍到行動遲緩的原子能飛得多快，來換算溫度。室溫中原子的時速大約數千公里（依原子質量而定），但當冷卻到10-8K時，速度就跟螞蟻差不多了 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 125.232.130.155