24岁的中国科学家曹原又一次刷屏了。
这次,是因为他分别以 作者兼共同通讯作者、共同 作者的身份在 一期《自然》上连发两篇石墨烯论文。
在 篇论文中,研究人员致力于通过对扭转角的控制,将魔角特性推广到其他二维研究体系,以调谐和控制电子-电子相互作用的强度,实现相似的物理行为。他们采用了一种全新的魔角石墨烯体系:基于小角度扭曲的双层-双层石墨烯(TBBG)
另一篇Nature论文中,研究团队致力于研究扭曲角的分布信息,他们以六方氮化硼(hBN)封装的,MATBG为研究对象,使用纳米级针尖扫描超导量子干涉装置(SQUID-on-tip),获得处于量子霍尔态的朗道能级的断层图像,并绘制了局部θ变化图。该设备的相对精度达到0.度,空间分辨率为几个莫尔周期
众所周知,能在“世界三大 科学期刊”上发文,是无数科学家孜孜以求的目标,也是评选诺贝尔奖、竞选院士、展示大学和科研机构研究实力的重要依据。
其实,早在年3月5日,《自然》就在网站连发两篇以曹原为 作者的重磅石墨烯论文。曹原也因此成为在《自然》上以 作者身份发表论文的最年轻中国学者。
他早就轰动了科学界。
只不过这一次,他“出圈”了,走入了我们平凡人的眼中。让我们 近“神童”——曹原。
01“天才中的天才”
曹原的同学介绍,他从小就是个天才。年,曹原出生在成都。11岁时,因为异于常人的天赋,他被选拔进入深圳耀华实验小学超常班。能够进入这个班的,全校只有3位学生,由曾在中科大任教超过20年的副校长朱源直接任教。同时配备6位老师,全程照顾曹原三人的学业。在朱源的帮助下,仅仅不到3年的时间,曹原就完成了小学六年级、初中、高中所有课程的学习。面对外界惊讶的目光,曹原却说:“我只是跳过了中学里一些无聊的东西。”
如果不是年龄限制,曹原相信自己会更早参加高考。14岁时,他以高考分的优异成绩考入中科大少年班学院,并入选“严济慈物理英才班”。
中科大少年班创立于年,最早由诺贝尔物理奖获得者李政道先生提出。
年5月,李政道在回国访问时发现,中国各行各业百废待兴,科技人才严重断档,于是通过周总理向毛主席建议:
“从全国选拔很少数,约十三四岁左右的、有培养条件的少年,到大学去培训”,培养一支“少而精的基础科学工作队伍”。
40年的时间里,少年班总共毕业名学生,其中不乏多位享誉世界的科学家。
首届78级张亚勤,曾任微软副总裁,现任百度总裁;
85级杜江峰,现为中科院院士,并任中国科大物理学院执行院长、教授;
98级陈宇翱,80后的中国科大教授,曾获欧洲物理学会“菲涅尔奖”……
张亚勤进入少年班,曹原并没有被周围优异的同学掩盖光芒,他依旧卓尔不群。
别人要用一整年完成的科研项目,曹原短短一个寒假就能完成,被评价为“天才中的天才”。
有同校的知乎网友回忆,经常在各大教授的办公室看到胸前挂着钥匙的曹原,一脸认真地在请教问题。
曹原的大学老师丁泽军教授,因为要求严格,被称为“丁老怪”,在国内有着令人闻风丧胆的“科研杀手”称号。
但在说起自己的学生曹原时,丁教授一反常态,称他为一个“很聪明的家伙”。
中科大物理学院院长曾长淦更是对曹原“爱不释手”。每每提到曹原,他总激动地说:“这是在我实验室混过的娃,当时我觉得他太厉害了!”
甚至在某些方面,曾院长也承认,自己指导不了曹原。在中科大的四年,曹原的科研能力得到培养。毕业后,他获得中科大本科生 荣誉——郭沫若奖学金,前往世界排名前五的麻省理工大学攻读博士学位。
面对如此光鲜的履历,曹原却并不满意,彼时年仅18岁的他略带失望地说:“我没什么特别的,毕竟花了4年才本科毕业。”
但他的同学们一直对他“顶礼膜拜”,甚至毫不吝啬地称赞:
“他就是中科大下一个庄小威,实在太强了,在中科大完全就是传说级的人物。”
同学口中的庄小威,是 位获得“ 天才奖”的华人科学家。从中科大少年班毕业后,年仅29岁就进入世界 的哈佛大学担任教授。年,成为中国科学院外籍院士。如今,曹原的成就似乎已经超过了庄小威。
曹原(左一)02破局世纪难题
电力在传输时,能源损耗很大,约7%的能源是在传输过程中损失掉的。这是世界上所有能源公司一直头疼的问题。年,荷兰物理学家卡末林昂内斯发现了一种能够将电子损失降到0的传输材质,命名为“超导体”。因为这样发现,昂内斯荣获诺贝尔奖。但令人遗憾的是,要想实现这种超导传输,环境必须在冷却至 零度(也就是零下.15摄氏度)。这在现实世界中绝不可能,因此这一科研成果无法付诸实践,能源公司依旧承担巨额损失。
昂内斯诺贝尔奖获得者罗伯特·B·劳克林(RobertBettsLaughlin,因研究量子霍尔效应闻名)曾表示:物理学家们已经在至暗和低谷(超导研究)中,徘徊了30年。
所以可想而知,两年前的让原子厚度碳片层成为超导体的研究引发怎样的轰动。中国天才少年曹原,也由此在国际上一战成名。
在麻省理工学院攻读博士期间,曹原发现,当叠在一起的两层石墨烯彼此之间发生轻微偏移的时候,按照他的理论推测,材料会发生剧变,有可能实现超导体性能。但他的这一推测,却引起了诸多物理学家的质疑,他们认为这不过是一个20岁的小孩,关于世界的美好幻想。真实的试验结果绝不像曹原想象的那样简单。
双层石墨烯曹原没有被外界质疑的声音击退,相反他仍旧坚信自己的判断。
为此他日夜蹲守在实验室,克服高温、极寒等多种极端困难条件,一次又一次为捍卫自己的梦想,努力付出。终于,在一次实验中,曹原巧妙地将角度旋转为1.1度时,奇迹发生了,置身特殊电场的两层石墨烯,成为超导体,电子在其间畅行无阻,曹原终于向世界证明了自己!欣喜若狂的曹原深知,这将是一个改变世界的研究成果。为此他小心谨慎,通过7个月的反复实验,最终在年3月份,完成了全部实验,打破了世界年来超导体魔咒!
随后,他将学术论文整理后,投给了《自然》杂志。
《自然》杂志编辑收到论文后,激动地都没来得及排版,就将其中一篇文章提前发到了杂志网站上,随后通过另外一篇文章进行评述。一经刊登,曹原瞬间震撼了世界!全球科学家都迫切地希望自己能在实验室中,复制曹原创造的奇迹。
一位哥伦比亚大学教授甚至激动的说:“曹原为我们打开了新世界的大门,我们能做的太多了。”
年 的两篇论文意义依旧重大!
曹原生活照早在两年前,22岁时曹原就成为了年度世界最受
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