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    大红鹰水心高手坛一尾中特平:22岁低调学者曹原 揭石墨烯超导奥秘

    2019-01-02 07:22:37 来源:长江商报

    黄金屋一尾中特 www.twzyuc.shop 长江商报消息 □本报记者 黄聪 综合报道

    22岁中国青年曹原,凭借用“魔角”石墨烯实现超导,入选了《自然》杂志评出的2018年度科学人物。

    2018年3月5日,《自然》发表了两篇以曹原为第一作者的石墨烯重磅论文,曹原发现当两层平行石墨烯堆成约1.1度的微妙角度,就会产生奇迹的超导效应,而他也成为以第一作者身份在该杂志上发表论文的最年轻的中国学者。

    开创“转角电子学”全新领域

    英国物理学会主办的《物理世界》杂志近日公布由其评出的2018年十大突破,美国麻省理工学院主导的团队用“魔角”石墨烯实现超导位居榜首,被认为在量子计算等领域有巨大应用潜力。

    《物理世界》杂志发布的公报说,麻省理工学院等机构研究人员通过不断调试两层石墨烯的旋转角发现,在特定角度(约1.1度),这一体系会表现出“莫特绝缘体”特性,而如果利用电场在石墨烯上吸附电子,这一体系则能表现出超导特性。公报认为,这种“魔角”石墨烯体系的发现,开创了“转角电子学”这一全新领域。

    这个团队由麻省理工学院教授巴勃罗·C小哈里略-埃雷罗领导,相关论文今年3月发表在英国《自然》杂志上。论文第一作者是在麻省理工学院攻读博士的22岁中国青年曹原,他还入选了《自然》杂志评出的2018年度科学人物。

    中国科学院大学卡弗里理论科学研究所所长张富春说,这项研究的突破在于,利用成一定旋转角的两层石墨烯观察到与铜氧化物超导类似的现象?!叭嗣且郧懊幌氲娇梢哉庋?,这提供了一种新的材料调控方式?!?/p>

    物理学家认为,石墨烯的非常规超导有巨大应用潜力,包括用于制造边界存在“马约拉纳费米子”的拓扑超导态等,这种态对环境的扰动表现出更强的稳定性,非常适于制造量子计算机的量子比特。

    2018年其他9项突破包括:用多功能碳纤维实现“无质量”能量存储,补偿器推动先进放射性治疗方法的普及,联合国政府间气候变化专门委员会关于1.5摄氏度气候变化的特别报告,全景动态扫描PET/CT“探索者”首次实现全身扫描,无燃料、无螺旋桨飞机起飞,实验验证量子力学打破因果序,通过激活视网膜干细胞让小鼠恢复视力,远古氢为暗物质提供线索,发现准晶体超导性等。

    《物理世界》年度十大突破由该杂志编辑从当年科学进展中遴选,被认为对科学发展尤其是物理学发展有重要提示意义。

    被称“修补匠”,自认“并不特别”

    曹原是许多人眼中的天才,2007年,曹原入读深圳耀华实验学校,并在此后用了三年时间读完了小学六年级、初中和高中的全部课程,于2010年以高分考入了中国科学技术大学少年班,年仅14岁。4年后毕业,18岁时前往美国攻读博士。

    在《自然》杂志为曹原撰写的特稿文章中,曹原承认自己的情况并不常见,但说自己并不特别。

    曹原的导师和同事是如何评价他的呢?《自然》杂志称,曹原在麻省理工的导师认为曹原在内心深处是个“修补匠”,喜欢把东西拆开重装?!懊看挝医陌旃?,里面都乱糟糟的,桌上堆满了计算机和自制望远镜的零件?!?/p>

    尽管年纪轻轻、又有些害羞,但同事们都说曹原的坚持不懈体现了他的成熟。有一次,曹原花了六个月时间研究一份看似富有突破性的数据,最终却发现那不过是实验设置中的巧合?!八行┚谏?,但他只是撸起袖子继续干下去?!彼牡际λ?。

    对于自己的“学霸”成长经历和所取得的成就,曹原保持着平和的心态。他此前在接受采访时曾表示,工作之余,他会通过天文摄影进行自我调节?!把鐾强兆苁悄苋梦野簿蚕吕?。天文摄影涉及包括光学、精密机械、电子电路、嵌入式程序等在内的多方面科学技术,折腾这些东西,都是我的兴趣?!?/p>

    未来的科研生涯将会走向何方,曹原说自己并不知道。曹原在接受《自然》杂志采访时只是说:“对于石墨烯的‘魔角’,我们要做的事情还有很多?!?/p>

    而他的本科导师、中国科学技术大学物理学家曾长淦表示,世界各地已经有多所大学向自己的高足抛出了橄榄枝,不仅有博士后的职位,而且还有教职。

    “在中国的凝聚态物理学家中,每个人都知道他的名字?!痹や扑?。

    释疑

    在《自然》发表两篇文章

    可获985大学正教授职位

    往往听到家长们口中说着别人家的孩子,自己家的孩子听多了似乎已经习以为常,但是看到这则消息,让太多的同龄人变得不淡定起来。同样都是95后,为什么曹原就那么优秀,同样也引起了一些质疑。

    疑问:这么厉害的天才怎么会去美国?中国留不住人才?

    原由:这是个误会。2010年,高考总分为理科669分,14岁的曹原考入中科大少年班,2012年,他被选为首批交流生赴密歇根大学学习;2013年6月,被牛津大学选中,受邀做两个月的科研实践;2014年,获得中科大本科生最高荣誉奖——郭沫若奖学金。

    不久,曹原在牛津大学实践时的导师陈宇林教授推荐其前往麻省理工学院深造,目前,曹原在电气工程与计算机科学系攻读博士,师从物理学家Pablo Jarillo-Herrero。

    考入美国麻省理工学院读博,曹原一直都是中国国籍,身份是中国赴美留学生。但是他取得的成绩却是世界顶尖科学家难以达到的。

    疑问:为什么要外国杂志上发表?成果有多厉害?

    原由:进入到人们视野里的是他于2018年3月在《自然》(Nature)上一次发表两篇文章,这也是《Nature》创建149年以来开天辟地头一回。

    《自然》与《科学》、《细胞》并称世界三大顶级科学期刊。其中,《自然》与《科学》以报道科学世界中的重大发现、重要突破为使命,是综合性期刊,《细胞》则注重生命科学研究领域,曾刊登过许多重大生命科学研究进展。能够在三大期刊上发文,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。

    虽然近年来中国的科研实力突飞猛进,在三大杂志上的发文数量也有所增加,但对大多数专家学者而言,在《自然》上发文章依然高不可攀。每年在《自然》上的发表数量也不超过20篇。毫不夸张地讲在自然上发表两篇文章,就有资格入选“青年千人计划”,或者在“211”、“985”大学获得正教授职位。

    作为我国结构生物学领军人物的施一公,第一次在《自然》上发表论文是在1999年,当时他32岁;被称为我国“量子之父”的潘建伟院士,27岁在《自然》上发表了第一篇论文。曹原在21岁的年纪,就作为第一作者,一次性发表了两篇,堪称“神之操作”。而且,《自然》等不及排版就先行在网站上刊出,并配以第三篇文章做评述,可见其重视程度之深。

    关注

    中国科学家入选

    十大人物已不鲜见

    《自然》评选全球年度十大科学人物已是传统。实际上,近年来入选的中国籍科学家并不鲜见。

    2017年,中国物理学家、中国科学院院士潘建伟榜上有名?!蹲匀弧吩又疽浴傲孔又浮蔽獗ǖ懒伺私ㄎ?。报道开头这样写道:“在中国,有人称他为‘量子之父’。对于这一称呼,潘建伟当之无愧。在他的带领下,中国成为远距离量子通信技术的领导者?!?/p>

    2015年,中山大学教授黄军也上榜,黄军就及其团队利用基因编辑技术对人类胚胎的一个特定基因进行修改,从而避免该基因突变导致地中海贫血症。

    黄军就在接受《自然》采访时说,这项实验能帮助探讨一些重大疾病在基因层面的成因,并有助于研究胚胎发育过程中基因所发挥的作用。然而,由于这类实验涉及学术伦理,在获得关注的同时也引发争议。例如,尽管黄军就等人使用的是医院丢弃的异常胚胎,其论文发表后仍引发科学界批评。

    2013年,中国禽流感专家陈化兰也曾入选。陈化兰的获选理由是:2013年,为中国应对H7N9禽流感疫情做出了突出贡献?!蹲匀弧吩又窘莆罢蕉吩谇跋叩摹鞲姓焯健?。

    2012年,青年科学家、时任中国华大基因CEO的王俊上榜?!蹲匀弧吩又驹鸫笱б糯Ъ仪侵巍で⑵娴钠兰鬯?,1999年,华大基因支持了人类基因组计划的1%,而在2012年,华大的基因测序能力,让其在世界基因测序上的贡献超出了50%。

    “十大人物的故事集中展示了2018年度最难忘的科学事件,这些事件迫使我们思考我们究竟是谁、我们从哪里来、以及我们要去向何处的难题?!薄蹲匀弧诽馗灏嬷鞅嗬锲?蒙拿斯特斯基表示。

    需要注意的是,《自然》年度十大人物只是选取当年对科学界产生最大影响力的人物,并不一定都是积极的形象,也会包括一些争议人物,例如入选2017年榜单的美国环保署署长斯科特 普鲁特(Scott Pruitt)。他是一名气候变化怀疑论者,入职后瓦解了奥巴马政府的一系列环保遗产。今年的争议人物是南科大副教授贺建奎,他因世界首例基因编辑婴儿而陷入了舆论的漩涡。

    责编:ZB

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