世界頂尖學(xué)術(shù)期刊、英國(guó)《自然》雜志（Nature）在北京時(shí)間12月19日零時(shí)發(fā)布了2018年度影響世界的十大科學(xué)人物，發(fā)現(xiàn)石墨烯超導(dǎo)角度的“神童”曹原出現(xiàn)在榜單的第一位。

2018年3月5日，《自然》背靠背發(fā)表了兩篇以曹原為第一作者的石墨烯重磅論文。這名中科大少年班的畢業(yè)生、美國(guó)麻省理工學(xué)院的博士生發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度，就會(huì)產(chǎn)生神奇的超導(dǎo)效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)國(guó)際學(xué)界，直接開辟了凝聚態(tài)物理的一塊新領(lǐng)域。如今，正有無(wú)數(shù)學(xué)者試圖重復(fù)、拓展他的研究。

曹原的青少年時(shí)期過(guò)得相當(dāng)“非主流”。18歲時(shí)，他就在合肥讀完了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的本科，前往美國(guó)攻讀博士學(xué)位。那之后他也沒(méi)有放慢腳步：今年，21歲的曹原發(fā)表了兩篇關(guān)于碳原子薄膜表現(xiàn)出的奇異行為的論文，在物理學(xué)開辟出一片全新的疆域。曹原承認(rèn)自己的情況并不常見，但說(shuō)自己并不特別。畢竟，他在大學(xué)里還是待滿了四年：“我只是跳過(guò)了中學(xué)里面一些無(wú)聊的東西。”

2014年，當(dāng)曹原加入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，美國(guó)麻省理工學(xué)院的PabloJarillo-Herrero課題組就已經(jīng)在用不同的角度堆疊、旋轉(zhuǎn)碳原子層了。曹原的工作是研究壘在一起的兩層石墨烯彼此間輕微偏轉(zhuǎn)會(huì)發(fā)生什么，按照理論預(yù)測(cè)，輕微的偏轉(zhuǎn)就會(huì)讓材料行為產(chǎn)生劇變。許多物理學(xué)家對(duì)此心存懷疑。但曹原著手搭成微妙偏轉(zhuǎn)的石墨烯層后，他發(fā)現(xiàn)了奇怪的東西。置于一個(gè)小型電場(chǎng)，溫度降至絕對(duì)零度以上1.7度，通常會(huì)導(dǎo)電的石墨烯成為了絕緣體。這就夠令人吃驚了。“我們知道它會(huì)在學(xué)界引起轟動(dòng)。”曹原說(shuō)道。不過(guò)，更好的還在后面：稍微調(diào)整一下電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)的石墨烯層就變成了超導(dǎo)體，電流可無(wú)阻流動(dòng)。在第二個(gè)樣本中觀察到同樣的現(xiàn)象后，實(shí)驗(yàn)組相信這是真的。

簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)就能讓碳原子薄膜進(jìn)入復(fù)雜的電子態(tài)，如今，物理學(xué)家們都爭(zhēng)著要在其他扭轉(zhuǎn)的二維材料上創(chuàng)造出激動(dòng)人心的行為。一些人甚至希望石墨烯可以揭開復(fù)雜材料高溫超導(dǎo)的奧秘。“我們能做的事情太多了。”哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)家CoryDean說(shuō)道。“我眼下都要被機(jī)會(huì)淹沒(méi)了。”

要使平行的兩層石墨烯旋轉(zhuǎn)成約1.1°的“魔角”，需要一些試誤，但曹原很快就能可靠地完成。他的實(shí)驗(yàn)技巧至關(guān)重要，Jarillo-Herrero說(shuō)道。曹原開創(chuàng)了一種撕出單層石墨烯的方法，以制出具有相同角度的雙層堆疊，接著微調(diào)校準(zhǔn)。他還調(diào)整了低溫系統(tǒng)的溫度，使超導(dǎo)性得以更清晰地顯現(xiàn)。

今年22歲的曹原，尚不知道自己的科研生涯會(huì)走向何方。“關(guān)于魔角石墨烯，我們還要做很多工作，”他說(shuō)道。然而，據(jù)曹原在中科大的研究生導(dǎo)師、物理學(xué)家曾長(zhǎng)淦所知，世界范圍的大學(xué)已經(jīng)對(duì)他青眼有加，不僅拋來(lái)博士后工作，還有教職。“在中國(guó)的凝聚態(tài)物理學(xué)界，人人都知道曹原的名字，”曾長(zhǎng)淦說(shuō)道。中科大樂(lè)于見到他回來(lái)，不過(guò)，曾長(zhǎng)淦預(yù)期曹原目前還是會(huì)留在美國(guó)。“那里，更容易看到群星璀璨。”