后浪來(lái)了，還是海嘯級(jí)的。

5月6日，在最新一期的上，96年出生的“天才少年”曹原與其博導(dǎo)Pablo Jarillo-Herrero背靠背連發(fā)兩篇Nature文章，介紹了在魔角石墨烯中取得的系列新進(jìn)展。

其中一篇，曹原是第一作者兼共同通訊作者，另一篇曹原為共同第一作者。一般來(lái)說(shuō)，通訊作者會(huì)由教授等課題組長(zhǎng)擔(dān)任，第一篇論文中曹原可以擔(dān)任通訊作者，也說(shuō)明了他是論文的主要?jiǎng)?chuàng)意貢獻(xiàn)者。

科研圈的人對(duì)曹原這個(gè)名字一定不陌生，1996年出生的曹原在2010年考入中國(guó)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。在校期間表現(xiàn)優(yōu)異，2014年獲中國(guó)科大畢業(yè)生最高榮譽(yù)郭沫若獎(jiǎng)學(xué)金，之后赴美國(guó)MIT攻讀博士學(xué)位。

值得一提的是，這不是這位95后少年第一次在雜志同期刊發(fā)兩文，2018年3月5日，曹原在雜志上連發(fā)兩文報(bào)道石墨烯超導(dǎo)的重大發(fā)現(xiàn)，這位當(dāng)時(shí)年僅22歲的博士生第一次以第一作者的身份登上了雜志。

也是因?yàn)檫@一重要發(fā)現(xiàn)，曹原獲評(píng)Nature 2018年度十大人物之一，并居榜單首位，轟動(dòng)一時(shí)。

時(shí)隔近兩年，被稱為石墨烯駕馭者、讓原子厚度碳片層成為超導(dǎo)體的博士研究生攜兩篇論文歸來(lái)，再次雙發(fā)，也昭示了魔角石墨烯研究的重大進(jìn)展。

能讓Nature兩篇連發(fā)的研究本身究竟有何魅力，在石墨烯領(lǐng)域得到了怎樣的研究結(jié)果，和文摘菌一起來(lái)看看。

一己之力破解超導(dǎo)研究百年難題，兩次雙發(fā)

要理解一系列研究，還要先從超導(dǎo)體的發(fā)展史講起。

早在1911年，人類第一次發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的存在，荷蘭物理學(xué)家Heike Kamerlingh Onnes發(fā)現(xiàn)將汞冷卻到-269℃時(shí)，電阻就會(huì)降為零，能源的消耗也將降到最低。

此后，科學(xué)家們不斷發(fā)現(xiàn)新的超導(dǎo)體，但遺憾的是，始終沒(méi)有一種超導(dǎo)體真正實(shí)用。在這一領(lǐng)域上，物理學(xué)家們仿佛陷入了瓶頸期。

時(shí)隔一百年，超導(dǎo)的研究終于有了重大突破！而突破了這個(gè)眾多物理學(xué)家都鉆研不出的難題的正是當(dāng)時(shí)年僅22歲的曹原！

2017年8月，曹原和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，原來(lái)石墨烯就可以實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，只需將兩層石墨烯旋轉(zhuǎn)到特定的角度(1.1°)再進(jìn)行疊加，就可以實(shí)現(xiàn)零電阻傳導(dǎo)，即刻顯現(xiàn)超導(dǎo)特性。

有博后@cheby chev用cpu解釋曹原團(tuán)隊(duì)這一研究的突破性，“相當(dāng)于揭示了我可以把一張白紙揉吧揉吧就能變成一個(gè)CPU”。

實(shí)至名歸。據(jù)我這幾年的觀察，基礎(chǔ)學(xué)科很久沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)單個(gè)工作產(chǎn)生如此大影響力的事件了。之前的nature人物多是成名的大師，在一個(gè)充分競(jìng)爭(zhēng)的領(lǐng)域耕耘很多年，但這次這個(gè)工作實(shí)在屬于平地驚雷，出乎所有人意料。打一個(gè)不一定恰當(dāng)?shù)谋确?，這個(gè)工作相當(dāng)于揭示了我可以把一張白紙揉吧揉吧就能變成一個(gè)CPU。按內(nèi)行人的話說(shuō)，強(qiáng)關(guān)聯(lián)超導(dǎo)或者大家常說(shuō)的高溫超導(dǎo)可以說(shuō)是當(dāng)今凝聚態(tài)物理皇冠上的明珠。它的解決似乎能對(duì)其它各方面有巨大應(yīng)用價(jià)值，而又包含了各個(gè)方面的問(wèn)題。而石墨烯又幾乎是可以輕松制備的材料里最簡(jiǎn)單可控，大家理解最清楚的。把這兩個(gè)極端聯(lián)系起來(lái)，用的只是一個(gè)1.08度的轉(zhuǎn)角?？梢苑馍窳?。

曹原也因?yàn)檫@一研究突破，成為了雜志發(fā)布的2018年度影響世界的十大科學(xué)人物之一。石墨烯的"魔角"也登上了當(dāng)時(shí)雜志的十大人物特刊的封面圖。

曹原的“石墨烯的駕馭者”這一稱號(hào)，也由此得來(lái)。

再來(lái)聊聊“石墨烯”這種神奇的材料。

首先，作為一種電催化劑，石墨烯可以通過(guò)摻雜一種或者多種元素來(lái)提升電催化作用，這種材料也因此受到學(xué)術(shù)界熱捧。

關(guān)于這次曹原新發(fā)的兩篇論文，總的來(lái)說(shuō)都是對(duì)之前魔角的延展探索。

根據(jù)知乎匿名用戶的回答，曹原的第一篇論文主要回答了“兩個(gè)雙層石墨烯在扭轉(zhuǎn)之后會(huì)產(chǎn)生什么樣新奇的物態(tài)”的問(wèn)題。

曹原團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)扭轉(zhuǎn)角的控制，將魔角特性推廣到其他二維研究體系，以調(diào)諧和控制電子—電子相互作用的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)相似的物理行為。研究結(jié)果將為探索多平帶雙扭超晶格中扭角和電場(chǎng)控制的相關(guān)物質(zhì)相提供理論依據(jù)。

根據(jù)匿名用戶的知乎回答：

本文的重中之重就是圖3，給出了半占據(jù)態(tài)是自旋極化的證據(jù)。方法是分別加面外和面內(nèi)磁場(chǎng)，abc中我們看到，加面外磁場(chǎng)這些絕緣態(tài)有一個(gè)很大的偏離，并出現(xiàn)了nu = 3的態(tài)(b中有很多線狀的和震蕩的特征，有點(diǎn)意思)，加面內(nèi)磁場(chǎng)則移動(dòng)不大，也出現(xiàn)了nu=3的態(tài)。這三個(gè)圖其實(shí)非常干凈，這樣的絕緣態(tài)的測(cè)量確實(shí)非常難測(cè)穩(wěn)，還要注意居里熱。調(diào)整電場(chǎng)并測(cè)變磁場(chǎng)，在面外磁場(chǎng)達(dá)到5T時(shí)發(fā)生了一個(gè)類似相變的信號(hào)。f,g綜合了響應(yīng)的變溫信號(hào)，更清楚的給了相變和擬合出來(lái)的g=1.5因子(面內(nèi))，g=3.5面外，面內(nèi)g值非常接近自旋貢獻(xiàn)g=2的理論值(用excitation gap擬合出來(lái)較小很正常)。結(jié)合理論，一個(gè)比較好的解釋是這是一個(gè)自旋極化的態(tài)。

在另一篇Nature論文中，曹原等人致力于研究扭曲角的分布信息。他們以六方氮化硼（hBN）封裝的MATBG為研究對(duì)象，通過(guò)使用納米級(jí)針尖掃描超導(dǎo)量子干涉裝置（SQUID-on-tip）獲得處于量子霍爾態(tài)的朗道能級(jí)的斷層圖像，并繪制了局部θ變化圖。這項(xiàng)研究為相關(guān)物理現(xiàn)象的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用提供了指導(dǎo)。

“這才是應(yīng)該上科學(xué)熱榜的問(wèn)題”

事件一出，迅速引爆了知乎，相關(guān)話題登上知乎熱榜，目前已有接近兩百萬(wàn)的瀏覽量。

同為物理學(xué)博士在讀的知乎答主@Genoa表示，“這才是應(yīng)該上科學(xué)熱榜的問(wèn)題”“這才是石墨烯領(lǐng)域應(yīng)該有的paper”。

由于專業(yè)方向不同(感謝祖師爺沒(méi)讓我和這位天才撞車)，不好深入討論相關(guān)的東西，不過(guò)兩年前和同學(xué)們討論曹原第一次連發(fā)nature的時(shí)候，大家都已經(jīng)做好了心理準(zhǔn)備：這絕對(duì)只是個(gè)開(kāi)始，魔角石墨烯絕對(duì)能給這個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)非常多的新思路，這才是石墨烯領(lǐng)域應(yīng)該有的paper，而不是隨便摻個(gè)什么玩意兒測(cè)一遍物化性質(zhì)然后水一篇文章。最可怕的事就是比你聰明的人還比你更努力，曹原大佬不僅做到了，而且還實(shí)現(xiàn)的非?？?。除了佩服，真的找不到其他合適的詞匯了。

不止研究結(jié)果強(qiáng)悍，同出身中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的理學(xué)博士、知乎用戶@全球變冷 也對(duì)于曹原的研究方法和應(yīng)用價(jià)值十分肯定，評(píng)價(jià)道，“關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題提煉準(zhǔn)確，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值”。

本科同學(xué)，專業(yè)不同。掃了一遍摘要，憑我淺薄的科研經(jīng)驗(yàn)，上次的兩篇相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)了全球可能變暖這個(gè)科學(xué)問(wèn)題，這次相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)海洋并不一定變暖，有其他特征。評(píng)價(jià)：關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題提煉準(zhǔn)確，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值。

后浪里的“海嘯”浪，95后少年的開(kāi)掛之路

1996年出生于四川成都的曹原，從小就聰明伶俐，可以說(shuō)是被老師們從小夸到大。

2007年，曹原來(lái)到了深圳讀書(shū)，用了三年的時(shí)間就讀完了小學(xué)六年級(jí)，以及初中和高中的課程。

2010年，14歲的他就參加了高考，理科總分669，考入了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班。文摘菌默默想了一下自己14歲的時(shí)候在干啥...這人和人的差距咋就那么大...

進(jìn)入少年班后，依然繼續(xù)開(kāi)掛，別人一年才能完成的項(xiàng)目，曹原一個(gè)寒假就整完了。

上了大學(xué)之后，本科期間就在Journal of Magnetism and Magnetic Materials和Physical Review B發(fā)表兩篇第一作者文章。教授們對(duì)他也是贊賞有加，曾長(zhǎng)淦教授就曾評(píng)價(jià)曹原：“在我們實(shí)驗(yàn)室還發(fā)了一篇PRB理論文章呢，當(dāng)時(shí)就覺(jué)得他太厲害了?！?/p>

大學(xué)期間，他作為交換生去了美國(guó)密歇根大學(xué)與牛津大學(xué)。2014年，曹原前往麻省理工學(xué)院進(jìn)行深造。曹原曾被麻省理工學(xué)院的物理學(xué)研究生項(xiàng)目拒絕，最終通過(guò)電氣工程系進(jìn)入了Jarillo-Herrero課題組，繼續(xù)從事物理學(xué)研究。

再然后，22歲的他就登上了雜志年度十大科學(xué)家之首，這也是該雜志創(chuàng)刊149年歷史上年齡最小的入榜者。同時(shí)曹原也是以“第一作者”身份在上發(fā)表論文的最年輕的中國(guó)學(xué)者。

在2018年接受海外版采訪時(shí)曹原曾表示，不覺(jué)得自己比普通大學(xué)生優(yōu)越，“畢竟，我們都是人，有缺點(diǎn)，有情緒”。

文摘菌寫稿過(guò)程中也看了看這位少年的知乎首頁(yè)，自稱“觀星技術(shù)宅”的他不僅關(guān)注學(xué)術(shù)問(wèn)題，也關(guān)注coser和八卦，看來(lái)是學(xué)習(xí)娛樂(lè)都沒(méi)落下。

也正是這一一個(gè)有情緒又有沖勁兒的“后浪”少年，被評(píng)論為“開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)全新研究領(lǐng)域的杰出科學(xué)家”。

如今，數(shù)百位世界級(jí)學(xué)者正在試圖拓展他的科研成果。一旦成果落地，將為世界能源行業(yè)節(jié)省數(shù)千億美元的資金。