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牛!这名从深圳走出去的“学霸”竟解决了困扰全球百年的难题

2018-03-19 深圳晚报

今天天气:多云间阴天,午后局部有阵雨;气温19-26℃;东风2-3级;相对湿度60%-95%


《自然》(Nature)杂志在学术界的权威地位,

是毋庸置疑的,

作为世界顶级科学期刊,

能登上这本期刊的学者们,

要么是来自世界顶级实验室,

要么是世界顶级团队,

难度系数极其高


然而,近期有个中国人

竟然一天两次登上《Nature》,

一次性就占据了两个席位

全世界为之惊讶!



更震撼的是,

他还是登上《Nature》

最年轻的一位中国人!

而且他是从深圳走出去的青年学子!

他究竟有多年轻,

你可能想都想不到!



他,就是曹原

年仅22岁

曹原,1996年出生,2010年考入中国科学技术大学少年班,并入选严济慈物理英才班。他在校期间表现优异,2014年获中国科大毕业生最高荣誉郭沫若奖学金,之后赴MIT攻读博士学位。2016年,他在美国物理学会主办的高水平学术期刊PRL(Physical Review Letters)发表文章Superlattice-induced insulating states and valley-protected orbits in twisted bilayer graphene,深获好评。


3月5日,顶级科研刊物《自然》(《Nature》)杂志连刊两文报道了石墨烯超导性的研究新突破,引发学界轰动。而这两篇论文的第一作者均是年仅22岁的麻省理工学院博士生曹原


这名从深圳走出的青年科学家经历不凡,他曾用两年时间读完初高中六年课程,并考上中科大少年班。有科学家指出,随着他这组重磅论文的发表,这颗冉冉升起的“科学新星”可能正在做出改变人类生活的重大发现。



曹原,1996年出生于四川成都,

3岁时一家人迁往深圳。

他自幼就十分聪明,

小学、中学均就读于深圳耀华实验学校。

据他的中学老师回忆,

他在基础教育阶段

就已经展露出了

非同寻常的科学天赋与才华。

用两年时间读完六年中学课程


在中学时,曹原与学校另外两名“天才少年”王嘉乐、范紫藜组成了一个小小班,他们用两年完成初中、高中课程,比普通学生提前四年参加高考。学校为他们腾出了一件校长办公室,并安排了6位老师,专门为他们授课。


“这样的教学模式我们在之前也没有尝试过,但家长和学生有这样的需求,校长也希望在超常教育上做一些探索。”耀华学校副校长黄莹告诉记者,她当时为曹原他们教生物,对于这些聪明过人的少年,老师上课只提示教材的重点,其他时间由同学们自主讨论、发现,有疑问再进行解答。


期间,这些孩子展现出了强大的主动探究学习的能力,这种能力也让他们在日后的学术生涯中后劲十足。例如曹原后来考入中科大少年班并入选“严济慈物理英才班”,在人才济济的少年班中依旧是“大神级”的人物,获得了2014年中科大本科生最高荣誉奖——郭沫若奖学金



曾自己在家搭建实验室


曹原的中学物理老师黄佳堂则记得,中学阶段的曹原是个活泼淘气的男孩,喜欢动脑也喜欢动手,“他会把教室的讲台或桌子拆出来,就为了看里面是什么构造,我们都不知道他没有工具是怎么做到的。”出色的动手能力也是科学家的必备素质。中学阶段,曹原还在自己家里搭了一个小实验室,还购置了一批化学、物理的实验仪器,经常自己在家进行实验。


看到大洋彼岸的学生在超导研究中做出成果,黄佳堂难掩激动之情。“我给他讲过,金属的电阻率随温度的降低而减小,当温度降低到很低的时候就没有电阻了,这种状态叫超导状态。但是由于目前的技术要在-160摄氏度才行。这个问题是目前物理界的难题,如果能在常温下发现这种材料,你们将颠覆世界。当时,曹原还和王嘉乐商量以后问我:怎么样才能使常温下的材料电阻为零?改变材料性质的方法行不行?我说,这需要你们这一代人的研究啊,如果你们研究出来,那有很大可能会改变世界!”



黄佳堂告诉记者:“这个问题我对每一届的学生都会提,但没想到曹原真的在这个领域做出了深入的研究,有了现在的成果,太不可思议了,我为他感到骄傲!”


中国科大物理学院教授曾长淦也证实

“这是在我实验室混过的娃”。


曾长淦回忆:“曹原是如此的令人放心:只要把题目交给他就行,他一定能做出来!聪明人很多,曹原却还主动。计算遇到困难,他永远会想尝试其他的软件方法。曹原爱好广泛,也喜欢计算机,什么都能捣腾,朋友圈经常发天文观测的照片。才气过人的天才往往持才傲物,但曹原却非常低调沉稳,情商很高他在我们实验室时就很受欢迎。去年他曾回科大访问,提到了研究的进展。看到成果发表。我很高兴!”


曹原的天文摄影作品(本人提供)。



为什么石墨烯超导电性研究

会震动学界?

我们都知道,

从发电站到用户的传送过程中,

能量传输是肯定会有损耗的,

而且损耗量是非常巨大的。

1911年,荷兰物理学家

Heike Kamerlingh Onnes 发现,

当汞被冷却至接近绝对零度(零下273.15摄氏度)时,

电子可以通行无“阻”。

他将这个“零电阻状态”称为“超导电性”。

他也因此获得了诺贝尔物理学奖



从那之后,

物理学家就不断地想要找到高温超导材料,

以应用在日常生活之中。

然而,大多数材料只有在接近绝对零度时,

才会转变为超导体。

如果有哪种材料

能够在室温下表现出超导电性,

就可以为能量传输、

医用扫描仪和交通领域

带来革命性的改变



诺贝尔奖获得者Robert B. Laughlin说:

物理学家们已经在黑暗(超导研究)中,

徘徊了30年,

试图解开铜氧化物超导的秘密 ......

而今天,我们这位中国的少年,

就成为了照亮黑暗的那盏明灯!


这一期《自然》杂志的论文指出,当两层石墨烯以一个“魔角”扭曲在一起时,就能在零电阻下导电。尽管该系统仍然需要被冷却至绝对零度以上1.7度,但结果表明了它或许可以像已知的高温超导体那样导电。一旦该结果被确认,此次的发现对于理解高温超导电性至关重要。


这一研究成果发表后,学界非常兴奋。马德里材料科学研究所物理学家 Elena Bascones 认为:“如果这一发现得到证实,可能对理解高温超导十分重要”。斯坦福大学的物理学家、诺贝尔奖获得者 Robert B. Laughlin 表示:“我们可以期待在接下来的几个月里,会有疯狂的实验活动来填补蓝图中缺失的部分”。



两篇论文的第一作者均为Yuan Cao(曹原)


中国网友们都炸锅了!

纷纷为曹原打Call!



英雄出少年,

曹原,好样的!




深晚君特选(戳下方标题)



习近平当选国家主席、中央军委主席,李克强为国务院总理

90后普遍睡不够,深圳的起床得最晚,北京的起得最早......

滴滴共享单车来深圳了!万万没想到,第一天上线就被撤……

来源 | 深圳晚报综合(深圳特区报、新浪微博、德国优才计划、中国科学技术大学) 

编辑 | 林冬雯

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