一天两登Nature,还都是一作!95后天才少年再次引全球热议,被称“海啸级”后浪

简介: 一天两登Nature,还都是一作!95后天才少年再次引全球热议,被称“海啸级”后浪

后浪来了,还是海啸级的。

5月6日,在最新一期的《Nature》上,96年出生的“天才少年”曹原与其博导Pablo Jarillo-Herrero背靠背连发两篇Nature文章,介绍了在魔角石墨烯中取得的系列新进展。

其中一篇,曹原是第一作者兼共同通讯作者,另一篇曹原为共同第一作者。一般来说,通讯作者会由教授等课题组长担任,第一篇论文中曹原可以担任通讯作者,也说明了他是论文的主要创意贡献者。

科研圈的人对曹原这个名字一定不陌生,1996年出生的曹原在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。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,之后赴美国MIT攻读博士学位。

值得一提的是,这不是这位95后少年第一次在《Nature》杂志同期刊发两文,2018年3月5日,曹原在《Nature》杂志上连发两文报道石墨烯超导的重大发现,这位当时年仅22岁的博士生第一次以第一作者的身份登上了《Nature》杂志。

也是因为这一重要发现,曹原获评Nature 2018年度十大人物之一,并居榜单首位,轰动一时。

时隔近两年,被称为石墨烯驾驭者、让原子厚度碳片层成为超导体的博士研究生携两篇论文归来,再次双发《Nature》,也昭示了魔角石墨烯研究的重大进展。

能让Nature两篇连发的研究本身究竟有何魅力,在石墨烯领域得到了怎样的研究结果,和文摘菌一起来看看。

一己之力破解超导研究百年难题,两次双发《Nature》

要理解一系列研究,还要先从超导体的发展史讲起。

早在1911年,人类第一次发现超导体的存在,荷兰物理学家Heike Kamerlingh Onnes发现将汞冷却到-269℃时,电阻就会降为零,能源的消耗也将降到最低。

此后,科学家们不断发现新的超导体,但遗憾的是,始终没有一种超导体真正实用。在这一领域上,物理学家们仿佛陷入了瓶颈期。

时隔一百年,超导的研究终于有了重大突破!而突破了这个众多物理学家都钻研不出的难题的正是当时年仅22岁的曹原!

2017年8月,曹原和他的团队发现,原来石墨烯就可以实现超导,只需将两层石墨烯旋转到特定的角度(1.1°)再进行叠加,就可以实现零电阻传导,即刻显现超导特性。

有博后@cheby chev用cpu解释曹原团队这一研究的突破性,“相当于揭示了我可以把一张白纸揉吧揉吧就能变成一个CPU”。

实至名归。据我这几年的观察,基础学科很久没有出现过单个工作产生如此大影响力的事件了。之前的nature人物多是成名的大师,在一个充分竞争的领域耕耘很多年,但这次这个工作实在属于平地惊雷,出乎所有人意料。
打一个不一定恰当的比方,这个工作相当于揭示了我可以把一张白纸揉吧揉吧就能变成一个CPU。按内行人的话说,强关联超导或者大家常说的高温超导可以说是当今凝聚态物理皇冠上的明珠。它的解决似乎能对其它各方面有巨大应用价值,而又包含了各个方面的问题。而石墨烯又几乎是可以轻松制备的材料里最简单可控,大家理解最清楚的。把这两个极端联系起来,用的只是一个1.08度的转角。可以封神了。
链接:
https://www.zhihu.com/question/306192676/answer/557974714

曹原也因为这一研究突破,成为了《自然》杂志发布的2018年度影响世界的十大科学人物之一。石墨烯的"魔角"也登上了当时《自然》杂志的十大人物特刊的封面图。

曹原的“石墨烯的驾驭者”这一称号,也由此得来。

再来聊聊“石墨烯”这种神奇的材料。

首先,作为一种电催化剂,石墨烯可以通过掺杂一种或者多种元素来提升电催化作用,这种材料也因此受到学术界热捧。

关于这次曹原新发的两篇论文,总的来说都是对之前魔角的延展探索。

根据知乎匿名用户的回答,曹原的第一篇论文主要回答了“两个双层石墨烯在扭转之后会产生什么样新奇的物态”的问题。

曹原团队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。研究结果将为探索多平带双扭超晶格中扭角和电场控制的相关物质相提供理论依据。

论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2260-6

根据匿名用户的知乎回答:

本文的重中之重就是图3,给出了半占据态是自旋极化的证据。方法是分别加面外和面内磁场,abc中我们看到,加面外磁场这些绝缘态有一个很大的偏离,并出现了nu = 3的态(b中有很多线状的和震荡的特征,有点意思),加面内磁场则移动不大,也出现了nu=3的态。这三个图其实非常干净,这样的绝缘态的测量确实非常难测稳,还要注意居里热。调整电场并测变磁场,在面外磁场达到5T时发生了一个类似相变的信号。f,g综合了响应的变温信号,更清楚的给了相变和拟合出来的g=1.5因子(面内),g=3.5面外,面内g值非常接近自旋贡献g=2的理论值(用excitation gap拟合出来较小很正常)。结合理论,一个比较好的解释是这是一个自旋极化的态。
链接:
https://www.zhihu.com/question/393157509/answer/1206351119

在另一篇Nature论文中,曹原等人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,通过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。这项研究为相关物理现象的实现和应用提供了指导。

论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2255-3

“这才是应该上科学热榜的问题”

事件一出,迅速引爆了知乎,相关话题登上知乎热榜,目前已有接近两百万的浏览量。

同为物理学博士在读的知乎答主@Genoa表示,“这才是应该上科学热榜的问题”“这才是石墨烯领域应该有的paper”。

由于专业方向不同(感谢祖师爷没让我和这位天才撞车),不好深入讨论相关的东西,不过两年前和同学们讨论曹原第一次连发nature的时候,大家都已经做好了心理准备:这绝对只是个开始,魔角石墨烯绝对能给这个领域带来非常多的新思路,这才是石墨烯领域应该有的paper,而不是随便掺个什么玩意儿测一遍物化性质然后水一篇文章。
最可怕的事就是比你聪明的人还比你更努力,曹原大佬不仅做到了,而且还实现的非常快。除了佩服,真的找不到其他合适的词汇了。
链接:
https://www.zhihu.com/question/393157509/answer/1207040493

不止研究结果强悍,同出身中国科学技术大学的理学博士、知乎用户@全球变冷 也对于曹原的研究方法和应用价值十分肯定,评价道,“关键科学问题提炼准确,具有较强的工程应用价值”。

本科同学,专业不同。
扫了一遍摘要,凭我浅薄的科研经验,上次的两篇相当于发现了全球可能变暖这个科学问题,这次相当于发现海洋并不一定变暖,有其他特征。
评价:关键科学问题提炼准确,具有较强的工程应用价值。
展望:一维提升到了二维,为广大群众的炒菜式科研提供了更多素材
链接:
https://www.zhihu.com/question/393157509/answer/1207758353

后浪里的“海啸”浪,95后少年的开挂之路

1996年出生于四川成都的曹原,从小就聪明伶俐,可以说是被老师们从小夸到大。

2007年,曹原来到了深圳读书,用了三年的时间就读完了小学六年级,以及初中和高中的课程。

2010年,14岁的他就参加了高考,理科总分669,考入了中国科学技术大学少年班。文摘菌默默想了一下自己14岁的时候在干啥...这人和人的差距咋就那么大...

进入少年班后,依然继续开挂,别人一年才能完成的项目,曹原一个寒假就整完了。

上了大学之后,本科期间就在Journal of Magnetism and Magnetic Materials和Physical Review B发表两篇第一作者文章。教授们对他也是赞赏有加,曾长淦教授就曾评价曹原:“在我们实验室还发了一篇PRB理论文章呢,当时就觉得他太厉害了。”

大学期间,他作为交换生去了美国密歇根大学与牛津大学。2014年,曹原前往麻省理工学院进行深造。曹原曾被麻省理工学院的物理学研究生项目拒绝,最终通过电气工程系进入了Jarillo-Herrero课题组,继续从事物理学研究。

再然后,22岁的他就登上了《Nature》杂志年度十大科学家之首,这也是该杂志创刊149年历史上年龄最小的入榜者。同时曹原也是以“第一作者”身份在《Nature》上发表论文的最年轻的中国学者。

在2018年接受《中国日报》海外版采访时曹原曾表示,不觉得自己比普通大学生优越,“毕竟,我们都是人,有缺点,有情绪”。

文摘菌写稿过程中也看了看这位少年的知乎首页,自称“观星技术宅”的他不仅关注学术问题,也关注coser和八卦,看来是学习娱乐都没落下。

也正是这一一个有情绪又有冲劲儿的“后浪”少年,被《Nature》评论为“开创了一个全新研究领域的杰出科学家”。

如今,数百位世界级学者正在试图拓展他的科研成果。一旦成果落地,将为世界能源行业节省数千亿美元的资金。

相关文章
|
人工智能 编解码 测试技术
云电脑显卡性能终极对决:ToDesk云电脑/顺网云/海马云,谁才是4K游戏之王?
本文对比了ToDesk云电脑、顺网云和海马云三大平台的性能表现,涵盖游戏实战与AI模型测试。ToDesk云电脑搭载RTX 5090显卡,在4K游戏与大模型支持上表现卓越;顺网云适合中轻度游戏玩家,强调即开即用的便捷性;海马云面向企业用户,提供稳定算力与多任务支持。评测从显卡、处理器、压力测试到网络传输技术全面展开,最终推荐:硬核玩家首选ToDesk云电脑,内容创作者可选ToDesk云电脑或海马云,企业用户则更适合海马云。
2864 23
|
Windows
一枚弃子打破80年黎曼猜想纪录!菲尔兹奖得主MIT大拿联手
【8月更文挑战第2天】菲尔兹奖得主詹姆斯·梅纳德与MIT数学家合作,在arXiv发布关于黎曼猜想的新论文。该猜想关联质数分布,自19世纪起挑战数学界。研究聚焦狄利克雷多项式的特性,证明其值可达N的3/4次方,推进了对黎曼ζ函数的理解。此外,论文提出了零点密度的新估计及质数短区间分布的渐近公式,为密码学等领域带来潜在影响。值得注意的是,这些成果仍待同行评审确认,并非黎曼猜想的最终解答。
654 7
|
机器学习/深度学习 人工智能 自然语言处理
Qwen3:小而强,思深,行速
Qwen3(千问3)于北京时间4月29日凌晨发布,是Qwen系列大型语言模型的最新成员,具备全系列、开源最强、混合推理等特性。它包括两款MoE模型(Qwen3-235B-A22B和Qwen3-30B-A3B)及六个Dense模型,支持119种语言。Qwen3在代码、数学和通用能力测试中超越行业顶尖模型,如DeepSeek-R1和Grok-3。其旗舰版Qwen3-235B-A22B仅需4张H20即可本地部署,成本为DeepSeek-R1的35%。此外,Qwen3原生支持思考模式与非思考模式切换,降低复杂任务门槛,并支持MCP协议优化Agent架构。
9190 2
|
算法 NoSQL 应用服务中间件
阿里面试:10WQPS高并发,怎么限流?这份答案让我当场拿了offer
在 Nacos 的配置管理界面或通过 Nacos 的 API,创建一个名为(与配置文件中 dataId 一致)的配置项,用于存储 Sentinel 的流量控制规则。上述规则表示对名为的资源进行流量控制,QPS 阈值为 10。resource:要保护的资源名称。limitApp:来源应用,default表示所有应用。grade:限流阈值类型,1 表示 QPS 限流,0 表示线程数限流。count:限流阈值。strategy:流控模式,0 为直接模式,1 为关联模式,2 为链路模式。
阿里面试:10WQPS高并发,怎么限流?这份答案让我当场拿了offer
|
编解码 Linux 虚拟化
超详细VMware虚拟机安装Win10操作系统过程图解
这篇文章提供了一个详细的VMware虚拟机安装Windows 10操作系统的图解教程,包括了从创建虚拟机到安装操作系统的全过程,以及安装后的一些基本设置,如屏幕分辨率调整等。作者还提到了后续会分享关于磁盘分区的创建过程。
超详细VMware虚拟机安装Win10操作系统过程图解
|
安全
太空旅行:人类探索宇宙的新纪元
【9月更文挑战第12天】太空旅行是人类探索宇宙的新纪元,它将开启星际探索的新篇章,为人类带来前所未有的体验和机会。虽然面临诸多挑战和困难,但随着科技的不断进步和人类的共同努力,太空旅行将成为人类探索宇宙的重要方式,为我们揭开宇宙的神秘面纱。
460 9
|
Ubuntu Linux iOS开发
如何实现多个Python环境的Python版本切换
【8月更文挑战第4天】如何实现多个Python环境的Python版本切换
3864 5
|
存储 API 开发工具
阿里云OSS
【7月更文挑战第19天】阿里云OSS
1877 2
|
人工智能 文件存储 对象存储
Stable Diffusion 模型库,AIGC 画风任你选
Stable Diffusion(简称 SD)模型库包含写实、国漫、科技等几十种风格。可以让用户一键转存到自己的存储空间,而后直接挂载到 PAl 或 FC 下进行推理和训练。无需复杂漫长的下载和上传步骤,即可获得多种模型的使用体验,实现云上 AIGC 的快速搭建。
52939 22
Stable Diffusion 模型库,AIGC 画风任你选
详尽分享蒙提霍尔悖论(三门问题)终极分析
详尽分享蒙提霍尔悖论(三门问题)终极分析
653 0

热门文章

最新文章