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中学生

一位中学生的名校科研日记

约翰·霍普金斯大学(The Johns Hopkins University),简称Hopkins或JHU,成立于1876年,是一所世界顶级的著名私立大学,美国第一所研究型大学,也是北美顶尖大学学术联盟美国大学协会(AAU)的14所创始校之一。
美国国家科学基金会连续33年将该校列为全美科研经费开支最高的大学。
截止目前,学校的教员与职工共有36人获得过诺贝尔奖(世界第17)  。
2015-16年《美国新闻与世界报道》世界大学排名将其列为世界第12,美国第10;2016年英国《泰晤士报》高等教育增刊将其列为世界第11,美国第7。
 
作者简介
学生Y HY
南京某国际中学在校生,成绩优秀
托福:104
SAT1:2040
SAT2:Mathematics Level 2 800
Physics 750
暑假期间参加美国名校科研
历时一个月,在美国顶尖名校——约翰霍普金斯大学JHU跟随科研组导师学习物理学相关课题
 
以下内容为学生自己记录的每天的科研日记,名校科研老师未做修改。
 
DAY 1
overwhelming,笔记本第一和最后一页; 学了conductivity 然后用欧姆定律推导它的实部虚部。
以前没学过。在Wikipedia自己查定义和记录。
2exp;intrinsic electronic b eh in the insulating side of the quantum phase transition.
Setup.
 
Day 2
1.15@.8?0.437@0.437
heat gun吹位置不好的老蜡融化 刀刮 上新蜡 吹 黏上去 sample喷水降温
 
用diamond saw(含螺旋测微器,另一端有砝码起到杠杆的作用可调节)来切到想要的尺寸。
筒一样的仪器:Crystal
 
Day 3
使用O-ring 连接金属 确保气密性。
Q:搞出罐中垃圾 A用长的垃圾夹 套上胶带缠的木棒
卸下inc pot用木头卡在Crystal上。
Q:丙酮水溶解了装sample的盒子 粘在了sample上 A超声波清洗 Q tip刷 显微镜看。
 
Day 4
给sample镀金 Q;金成键能力差  A先镀一层Ge 操作一个可以通过电流是metal颗粒变成分子的机器进行镀金 //
 
day4 学习用Igor和interviewer软件 Igor:an integrated program for visualization analyzing transforming and presenting experimental data
 
补充说明:第一天的桶叫Dewar,是Crystal的一种。
 
 
Day 5
 ASM 10 detector is made of two parts - 
 
An "electronic cabinet" with the control and the signal-lights
 
ASM 10 detector is made of two parts -
 
A "analyse block" which contains the main part of the equipment: the analysis cell with its high vacuum pumping station, the general electric circuits, the roughing station. - (今天机器抽真空能力出了问题,我们猜测是vacuum pump中的diffusion pump出了问题,所以上午我看manual学习其构造,下午会换油 )
 
An "electronic cabinet" with the control and the signal-lights
2.2123 - Assemblies and cleaning of the diffusion pump.
 
Proceed as indicated in 2.2121 and 2.2122. - Pullout the plastic fore line tube of the diffusion pump (o-ring nipple). - Remove the fan connector and ground wire. - Unscrew the three screws which hold the diffusion pump to the trap (size 17 wrench). - Remove the diff us~on pump. Dismantle the fan support housing. - Remove the jet assembly. To dismantle the jet assembly, remove the pin which holds the spring under tension. Cleaning Clean any brown spots on the jets using a cloth soaked with alcohol or, if necessary, a fine abrasive cloth. To degrease the pump body and the jets, use hydroelectricity. Dry the parts.
 
2.2125 Possible trouble: When the diffusion pump is hot, if there is' an accidental air inrush causing the pressure to rise to a very high level (several times 10 bar) the oil oxidized and the diffusion pump does not work properly. Oil oxidation may result in a low Vacuum or in helium dig~AL instability. Dark deposition may also be found on the jets.
 
我问导师是不是像manual说的一样diffusion pump过热oil快速氧化。我们换了一种油还是无法形成fine vacuum,所以他怀疑是油本身的问题而不是过热问题
 
5Ed Es Er是三种误差系数 which可以导致测量的信号有误差
Ed像短路
er像电阻
es就是在接受器外来回反射
 
 
Day 6
学习用team view远程观测vacuum pump 检验我们是否修好了diffusion pump。
讲解inc中降温方法:charcoal 和1k pot
新问题Q:换了油还是无法抽真空 我们准备明天检查风扇。
 
 
Day 7
上午录入数据到Igor下午录入数据 算错误系数 画图
 
Day 8
leak check +学放样品 金刚石刀雕刻样品 Q固定A200C融化蜡  
晚上:学superconductor
 
Day 9
博物馆参观:Baltimore museum of art
 
(编者注:JHU导师认为适当的放松有助于学生进一步的科研深造,同时艺术与科学是相同的,所以安排学生去博物馆参观。)
 
 
Day 10
晚上 灌液氮液氦 先用氦气冲刷内部管道 vacuum pump的气压仪指数和声音检漏。液氦不足 先取 因为管口被冰冻住所以要等一晚上融化。
 
Day 11
通氦气push出氮气。学习2D物理的sheet resistance:二维正方形导体电阻加磁场形成涡旋 从超导体变成绝缘体。
 
Q气密性不好 ramp降不到理想的低温。
A 用diffusion 抽氦气 尝试导师说的不好的方法?没有成功。但是抽了一晚上 惊人的成功了 降到了0.4k。
 
Day 12
我们发现heater在用很少百分比加热保持charcoal的温度,很疑惑,因为之前都是80百分比以上;再次降温仍然只能维持一小时左右不够采集warm up时的数据,今晚会检查气密性。
 
Day 13
先通氮气排出氦气和水分降下Dewar 往inc上喷氮气 如果漏气率升高就是那个地方漏气因为氦是很小的原子所以可以penetrate冰Q气流无法定位到点A先大定位 同时间看左右哪边leak rate升的多Dewar下降后leak rate迅速下降 气压迅速增加
 
Day 14
调胶 100:60 刀片削尖Q tip
 
Day 15
编c语言程序
 
Day 20
编程心得:simplification的魅力
小  结  
 
      这是一位暑期参加约翰霍普金斯大学科研项目的高中生,写的每天的记录,这个暑假对YU同学来说,可以说收获颇丰:
      跟随约翰霍普金斯的科研组导师,进行物理学科知识的学习;
      提前进入微留学状态,找出自己短板;
      走进名校实验室,对实验室操作流程、科研要求有了最实际的感性认识;
      对于计算机编程,有了全新的认识,并产生了兴趣。
 
      该学生由南京的钟老师选送。在此,名校科研项目组所有老师感谢钟老师的支持。
 
美国名校科研和普通游学的区别
 
      深入学习专业学科领域知识;
      根据学生不同水平,个性化定制课程;
      提前进入国外教学模式,找出差距加以弥补;
      搭建专业领域学术人脉,结识专业领域优秀人才;
      弥补学术背景、学术能力的不足,助力美本、美研申请。
 
 
科研起源
 
      在最新的世界学术水平排行榜中,绝大部分都是美国的大学。由于美国大学与工商业、企业结合紧密,同时学校的教学资源、实验课题及实验设备都属于全球顶尖状态,从而成为众多留学生的梦想留学目的地。
 
      目前中国学生申请赴美留学人数日益剧增,以往美国顶尖名校选择录取GPA高分学生,后来校方逐渐发现学生在学习中缺少创新和实操的能力,进而导致美国名校录取率的下降。近些年,招生官对选择学生时更加看重的是自主创新、专业技能、思维创造才能等综合素质人才。对于计划入读美国名校的学生,实际的科研经验无疑可以提升竞争力,从而大大增加被名校录取的概率。
 
      美国名校科研项目,坚持为更多有梦想的学生提供机会和平台。
 
 
科研活动的亮点 
 
1. 进入美国名校实验室/科研组,接触尖端科学
      科研经历是美国名校申请的基石,顶级名校的科研项目是对学生有能力完成名校学业最好的证明;
 
2. 师从导师开展实验/科研
      高层次的人脉和校友关系,与学生为伍的人是诺贝尔奖获得者、美国科学院院士、教授、名校博士、硕士,学生将体验到世界最顶级学术专家们的思想和气质;
 
3. 获得导师推荐信和科研证书
      学生在科研结束时可以获得名校导师的推荐信,大大助力未来的留学申请;
 
4. 全天候专业英语环境,迅速提升专业水平
      提升沟通和专业英语水平,提升专业知识和能力,用实践使学生的理论知识更加具体形象;
 
5. 高含金量收获助力未来留学深造及就业
      在名校导师指导下的科研过程将帮助学生明确自身发展方向,不断深化对于美国学界的了解与认同,帮助参与学生及家长明确未来的学校及专业申请方向;从而更好的明确留学的目的与意义,摆脱盲目,获得真知;
 
 
选拔流程
 
1. 提交报名表
2. 科研组择优面试
3. 面试通过后,发送录取确认书
4. 协调机票、接机、住宿
5. 赴美开始科研
6. 获得导师推荐信,科研证书,丰富的CV、PS履历
 
 
适合中学生参与选拔的科研项目
 
专业/方向 交叉学科 大学
经济 金融/博弈论/建模 哈佛大学
医学 生物/药学/心理/免疫学/计算机/数学 哈佛大学
化学 高分子材料/纳米技术/化工/能源/机械工程/电子/数学 哈佛大学
城市规划 景观设计/公共政策/教育学 哈佛大学
建筑设计 土木/计算机(设计软件方向) 哈佛大学
机械工程 材料力学/微型机器人/三维打印/微流控技术 哈佛大学
经济 金融/博弈论/建模 耶鲁大学
计算机 人工智能/深度网络学习/网络安全/机器学习/传媒(偏社交软件应用) 卡耐基梅隆大学
土木工程 建筑/景观设计/建筑造价 哥伦比亚大学
环境工程 能源经济学/经济学/能源 加州大学伯克利分校
电子工程 计算机/线路设计/通信/信号处理/物理 伊利诺伊香槟分校
金融工程 运筹学/金融/经济 哥伦比亚大学
传媒 新闻/大众传播/公关/新媒体营销/教育 哥伦比亚大学
统计学 金融/数学/物理/大数据分析/数据挖据 加州大学伯克利分校
统计学 人工智能/机器学习/计算机/深度网络学习 斯坦福大学
物理 量子物理/理论物理/天体物理 宾夕法尼亚大学
机械工程 交通工程/数学/电子/城市规划 麻省理工学院
计算机 计算机/线路设计/通信/信号处理/物理 加州大学伯克利分校
传媒 新闻/大众传播/公关/新媒体营销/教育 宾夕法尼亚大学
化学 高分子材料/纳米技术/化工/能源/机械工程/电子/数学 东北大学
计算机 电子信息工程 里海大学
视觉艺术 艺术大类 夏威夷大学
…… …………(陆续更新) …………
 
 
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