作為國際頂尖的科學(xué)雜志之一，《自然》雜志（Nature）創(chuàng)辦于 1869 年，聚焦科學(xué)界歷年的重大發(fā)現(xiàn)、突破、以及科研成果。

根據(jù) 2018 年公布的資料顯示，《自然》在 2017 年的最新影響因子為41.577。就這個(gè)數(shù)字來看，盡管無法與神刊 CA 相媲美，但也一直是非常有影響力的期刊，包括很多科研機(jī)構(gòu)都會(huì)選擇將重要的科研成果投向《自然》雜志。

2018 年 3 月 5 日，《自然》以背靠背的長文形式，連續(xù)刊登兩篇文章，介紹了麻省理工學(xué)院有關(guān)“墨烯超導(dǎo)”的重要發(fā)現(xiàn)，并配以第三篇文章作為評(píng)述前述成果。

一時(shí)間，這項(xiàng)研究成果引起了物理界的轟動(dòng)。據(jù)了解，尋找低成本超導(dǎo)材料的問題已經(jīng)困擾了物理學(xué)界近一百多年，而“墨烯超導(dǎo)”這項(xiàng)研究成果為超導(dǎo)研究帶來了全新思路。

▌自古“英雄”出少年

據(jù)了解，這篇論文的第一作者就是來自中國的現(xiàn)年僅 22 歲的博士研究生——曹原。

公開資料顯示，曹原生于 1996 年，籍貫四川成都。2007 年，曹原到深圳耀華實(shí)驗(yàn)學(xué)校讀書，當(dāng)時(shí)的學(xué)校副校長朱源正是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班的創(chuàng)辦人之一。

2010 年，14 歲的曹原用三年時(shí)間讀完小學(xué)六年級(jí)、初中、高中的課程，以理科 669 分的高考總分考入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班，并入選“嚴(yán)濟(jì)慈物理英才班”。

2012 年，他作為中科大首批交流生，被派去美國密歇根大學(xué)。

2013 年，他獲得中科大“頂級(jí)海外交流獎(jiǎng)學(xué)金”，同時(shí)被牛津大學(xué)選中，受邀做兩個(gè)月的科研實(shí)踐。

2014 年，曹原榮獲中國科技大學(xué)的郭沫若獎(jiǎng)學(xué)金。

據(jù)當(dāng)時(shí)中科大物理學(xué)院教授曾長淦回憶：

“我實(shí)驗(yàn)室出了很多位郭沫若獎(jiǎng)，但曹原在其中還是顯得卓爾不群，非常特別。我們的研究以實(shí)驗(yàn)為主，但曹原發(fā)的卻是理論文章。雖然在實(shí)驗(yàn)選題、方向與寫作上我可給他指導(dǎo)，但在技術(shù)細(xì)節(jié)上無法手把手教他。曹原是如此令人放心：只要把題目交給他就行，他一定能做出來！聰明人很多，曹原卻還主動(dòng)。計(jì)算遇到困難，他永遠(yuǎn)會(huì)想嘗試其他的軟件方法……”

隨后，在牛津大學(xué)實(shí)踐時(shí)的導(dǎo)師陳宇林教授，推薦曹原前往麻省理工深造攻讀電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系博士學(xué)位。

2014 年，曹原加入了 Pablo Jarillo-Herrero 在麻省理工的研究團(tuán)隊(duì)。四年的學(xué)習(xí)中，曹原所在團(tuán)隊(duì)就一直試圖攻克石墨烯的超導(dǎo)性問題。

2017 年 8 月，他的團(tuán)隊(duì)理論上發(fā)現(xiàn)了：只要將兩層石墨烯旋轉(zhuǎn)到特定的“魔法角度”（1.1°）疊加時(shí)，它們就可以在零阻力的情況下傳導(dǎo)電子，即刻顯現(xiàn)超導(dǎo)特性。但，真正實(shí)現(xiàn) 1.1°疊加操作，并非易事。

直到 2018 年 3 月 5 日，曹原成功實(shí)現(xiàn)并公布了石墨烯的“超導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)”結(jié)果。

曾長淦表示，全球各大高校已經(jīng)在用博士后，甚至是教職崗位來吸引他，“他的名字在國內(nèi)凝聚態(tài)物理學(xué)界無人不曉?！睂W(xué)校很希望他能回來，但曾長淦認(rèn)為曹原目前應(yīng)該待在美國，“那里更容易看到星星?！?/p>

▌講講這項(xiàng)研究的重要性

資料顯示，

1911 年，荷蘭物理學(xué)家，海克·卡末林·昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)，當(dāng)汞被冷卻至接近 0K（-273℃）時(shí)，電子可以通行無“阻”，從而將能源損耗降到最低，這個(gè)“零電阻狀態(tài)”被稱為“超導(dǎo)電性”，這也是人類第一次發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的存在，昂內(nèi)斯因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

但超導(dǎo)體要在接近絕對(duì)零度（-273℃）的環(huán)境下，才能顯現(xiàn)其近乎 0 損耗輸電的能力，而這其中的材料，冷卻成本卻高得讓人絕望。

之后，全世界的科學(xué)家們，都在尋找這種“低成本超導(dǎo)材料”。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者 Robert B. Laughlin 說：物理學(xué)家們已經(jīng)在黑暗（超導(dǎo)研究）中，徘徊了 30 年......

曹原表示：“我們已經(jīng)預(yù)料到這將會(huì)整個(gè)領(lǐng)域帶來重大影響?！钡歉玫南⑦€在后面：只要稍微調(diào)整下電場(chǎng)，扭曲的雙層石墨烯就能成為一個(gè)超導(dǎo)體，讓電子實(shí)現(xiàn)零電阻流動(dòng) 。他們?cè)诘诙€(gè)樣本中觀察到了同樣的現(xiàn)象，最終確認(rèn)了自己親眼所見的事實(shí)。

曹原先將單層石墨烯撕裂，組成方向相同的雙層石墨烯，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)校準(zhǔn)。他還通過調(diào)整低溫系統(tǒng)，達(dá)到了能讓超導(dǎo)態(tài)更為顯著的溫度。

通過簡單的旋轉(zhuǎn)就能讓原子厚度的碳材料產(chǎn)生復(fù)雜的電子態(tài)，這一研究成果讓物理學(xué)家爭相對(duì)其它扭曲二維材料的奇異行為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

一些物理學(xué)家甚至希望石墨烯能夠解釋復(fù)雜材料為何會(huì)在更高的溫度下成為超導(dǎo)體。哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)家 Cory Dean 表示，“我們接下來可以做的事情太多了，眼前的機(jī)會(huì)巨大?！?/p>

▌入選《自然》雜志十大人物：

據(jù)了解，近日《自然》2018 年度十大科學(xué)人物的名單均已出爐，其中位居榜首的正是這位少年天才曹原。

《自然》特寫板塊主編 Rich Monastersky 表示：“本年度十大人物的故事涵蓋了今年最重要的科學(xué)事件，從發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)態(tài)到飽受批評(píng)的人類基因編輯?！?/p>

值得一提的是，上月喧囂塵上的“基因編輯嬰兒”事件讓來自中國的研究者賀建奎備受眾人指責(zé)?；蚓庉嫾夹g(shù)，無論是用在人類醫(yī)學(xué)、動(dòng)植物育種還是藥物篩選領(lǐng)域，都存在技術(shù)與倫理道德層面的雙重考驗(yàn)。

《自然》雜志也評(píng)價(jià)他為：“CRISPR 妄為者”。

剩下八位 Nature 年度人物入選人名單依次是：

Viviane Slon 古遺傳學(xué)家

在對(duì)大約 9 萬年前的古人類化石進(jìn)行 DNA 測(cè)序時(shí)，她發(fā)現(xiàn)遺該骸竟是來自于兩個(gè)已經(jīng)滅絕人種的結(jié)合。這項(xiàng)研究揭示了第一個(gè)已知的人類混血兒遺骸。

Jess Wade 物理學(xué)家

她為包括女科學(xué)家在內(nèi)的“弱勢(shì)”群體撰寫了約 400 篇維基百科條目，通過演講為女性科學(xué)家發(fā)聲，李利用社交媒體還擊不當(dāng)言論，她希望打破性別歧視，爭取科學(xué)界男女平權(quán)。

Valerie Masson Delmotte 氣候研究員

參與制定并總結(jié)發(fā)表了政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）的特別報(bào)告。她針對(duì)氣候變化提出警告：十多年后，地球平均氣溫將比 19 世紀(jì)中葉上升 1.5 攝氏度。

Anthony Brown 天文學(xué)家

領(lǐng)導(dǎo) 400 人研究團(tuán)隊(duì)，今年 4 月發(fā)布了飛船監(jiān)測(cè)的第一組重要數(shù)據(jù)，天文學(xué)家可利用這些數(shù)據(jù)繪制銀河系的三維分布圖，從而幫助他們認(rèn)識(shí)銀河系的演化。

楊美盈 馬來西亞科學(xué)環(huán)境部長

作為新任能源、科學(xué)、計(jì)劃、環(huán)境和氣候變化部長，她致力于減少一次性塑料的使用。

Barbara Rae-Venter 基因系譜學(xué)者

利用公共基因組數(shù)據(jù)破解了 40 多年前的懸案，目前她已經(jīng)為 70 多個(gè)案子提供了基因譜系方面的技術(shù)支持。

Robert-Jan Smits

發(fā)起了全球令人關(guān)注的“S 計(jì)劃”，經(jīng)過他的推動(dòng)，目前 16 家資助機(jī)構(gòu)簽署協(xié)議：要求到 2020 年，其資助的研究論文一經(jīng)發(fā)表就應(yīng)免費(fèi)開放，中國對(duì)“S 計(jì)劃”也表示積極支持。

Makoto Yoshikawa 天文學(xué)家

日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)發(fā)起的“隼鳥 2 號(hào)”（Hayabusa 2）小行星探測(cè)計(jì)劃。將于 2020 年將采集到的巖石樣本送回地球。