2018年,年仅22岁的中国天才少年——曹原,登上了全球顶级科学杂志《自然》(Nature)当年影响世界的十大科学人物,而且位于第一位。两年后的现在,曹原又携两篇一作Nature强势归来。
那么,曹原到底是何许人也?他在科学界做出了什么突出贡献呢?
曹原的“开挂”人生很早就开始了,他年仅14岁就进入了中国科学技术大学少年班,19岁开始攻读世界顶级学府麻省理工学院(MIT)的博士学位。曹原从中学时代就对超导现象产生了浓厚的兴趣,读了博士之后,他废寝忘食地在实验室中钻研超导材料,他以石墨烯作为切入点。
石墨烯是近年来研究非常热门的一种材料,目前已被广泛应用于各种领域。石墨烯的结构十分特别,它是由碳原子排列成蜂巢晶格的二维结构,其厚度为一个碳原子,碳原子之间通过共价键紧密结合在一起。
石墨烯的特殊结构使其表现出很多优异的性能,其结构稳定、强度非常高、导热性能好、电阻率极低。考虑到石墨烯的优异导电性能,这种材料被用于超导研究,这也是曹原的研究方向。
曹原通过研究发现,如果偏转两层石墨烯的方向,使其夹角变为1.1度,那么,在1.7开氏度(零下271.5摄氏度)的情况下,石墨烯将会表现出超导特性,这个奇特的旋转角度被称为“魔角”。
看到魔角石墨烯变成超导的温度,大家可能会犯嘀咕了,这个超导温度比绝对零度还高不到2度,远远低于室温,在现实中并没有使用价值。要知道,一些超导材料的超导温度远高于这种石墨烯,最高的已经达到零下23摄氏度。那么,魔角石墨烯又有什么意义呢?
事实上,这种超导石墨烯的意义十分重大,其成果是开创性的,这可能是人类破解超导原理所迈出的重大一步。此前,超导材料的研制都是基于掺杂原理,而魔角石墨烯只是通过简单的角度旋转就能产生超导现象,意味着超导的根本原理或许没有那么复杂。
这让物理学家感到非常兴奋,一个全新的高温超导研究方向就此开启。如果基于此能够最终揭开超导之谜,研制出常温超导材料,这个世界将会发生翻天覆地的变化。
正因为意义重大,曹原的研究很快就发表在《自然》(Nature)杂志上,一口气发了两篇。此后,曹原又继续研究魔角石墨烯,以期进一步揭开超导原理。
经过两年的潜心研究,曹原更加深入地探究了石墨烯的魔角,相关结果又发了两篇Nature论文。也就是说,目前的曹原已经有四篇Nature在手。
对于做科学研究的人而言,Nature和Science杂志无疑是最为顶级的杂志,很多人终其一生都发不了一篇。而曹原今年才24岁,就已经发了四篇。按照这个趋势下去,不要说中科院院士的位置已经预定,有可能就连诺贝尔物理学奖都在向他招手。
比你聪明的人还比你更努力,这也许是“最可怕”的事情,曹原无疑应该成为年轻一代的榜样。