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中国21岁博士在《自然》连发2篇论文 教授赞:怪物

2018-03-14 16:28:01   新华每日电讯    参与评论()人

原标题:提气!教授怒赞“怪物”的中国21岁博士在《自然》上连发两篇“石墨烯”论文!

来源:瞭望智库(lD:zhczyj)

2018年3月5日,国际顶尖期刊《自然》以背靠背的长文形式,在网站刊登了麻省理工学院Jarillo-Herrero教授课题组石墨烯超导的重大发现。此外,网站还专门配上了宾夕法尼亚大学教授Eugene J。 Mele对这一重大突破的评述。

特别值得关注的是,这两篇重磅论文的第一作者都是来自中国的21岁博士生曹原。

曹原,本科毕业于著名的中科大少年班,后赴美在麻省理工学院读博士生,现在,他又多了一重身份,那就是——在《自然》上以第一作者身份发表论文的最年轻中国学者。

今天,小编就带你来了解一下这位少年英才的开挂人生,以及他做的研究有多厉害!

1

能在《自然》上发论文,到底有多厉害?

《自然》(Nature)

与《科学》(Science)、《细胞》(Cell)并称

世界三大顶级科学期刊。

其中,《自然》与《科学》

以报道科学世界中的重大发现、重要突破为使命,

是综合性期刊,

《细胞》则注重生命科学研究领域,

曾刊登过许多重大生命科学研究进展。

能够在三大期刊上发文,

是无数科学家孜孜以求的目标,

也是评选诺贝尔奖、竞选院士、

展示大学和科研机构研究实力的重要依据。

世界三大顶级科学期刊

不过,

单是《自然》高达90%的毙稿率,

就足以让人望而生畏。

从全球范围内来看,

有能力在三大期刊发表文章的,

要么是世界顶级实验室,

要么是世界顶级团队,

要么两者兼具。

这些顶级队伍的专家教授,

一边争分夺秒地做实验,

一边密切盯着竞争对手的动向,

打开电脑第一件事就是,

看三大期刊发表了哪些相关领域的论文,

如果没有新的,就可以松口气,

如果别人发表出来相关成果,

自己的研究差不多就前功尽弃了!

曾在《科学》发表论文、

后被普林斯顿大学聘为终身教授的颜宁,

有一句话叫“向死而生”,

描述的就是这种状况。

虽然近年来中国的科研实力突飞猛进,

在三大杂志上的发文数量也有所增加,

但对大多数专家学者而言,

在《自然》上发文章依然高不可攀。

每年在《自然》上的发表数量也不超过20篇。

库叔有位博士朋友更是直言:

一位学者如果在《自然》上发表一篇论文,

就可以在国内任何大学找到教职;

发表两篇,

就有资格入选“青年千人计划”,

或者在“211”、“985”大学获得正教授职位。

这丝毫不夸张。

作为我国结构生物学领军人物的施一公,

第一次在《自然》上发表论文

是在1999年,当时他32岁;

被称为我国“量子之父”的潘建伟院士,

27岁在《自然》上发表了第一篇论文;

……

曹原在21岁的年纪,

就作为第一作者,

一次性发表了两篇,

堪称“神之操作”。

而且,

《自然》等不及排版就先行在网站上刊出,

并配以第三篇文章做评述,

可见其重视程度之深。

2

重磅论文,为超导体30年之寻打开新思路

引起如此轰动的论文,

究竟讲了什么内容?

原来,

曹原及其团队发现,

将两层石墨烯叠加在一起,

当转角接近魔角(Magic angle)即1.1°、

同时温度环境达到1.7K(-271℃)时,

它们会表现出非常规超导电性,

其属性与铜氧化物(其结构往往难以调整)的高温超导性类似。

双层石墨烯系统中旋转的效应 

看到这里,大部分人都表示:看不懂!

其实,要想理解这两篇论文的意义所在,

先要了解什么是超导电性。

1911年,荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯等人发现

当汞被冷却至接近0K(-273℃)时,

电子可以通行无“阻”。

他们将这个“零电阻状态”称为“超导电性”。

具有超导电性的材料有很强的应用价值,

因为,

一般材料在导电过程中会消耗大量能量。

以传输电缆为例,

从发电站到用户的传送过程中,

消耗损失的能量越小,

经济效益越大。

超导体的出现,

使传输过程中的能量损耗几乎为零。

不过,

目前绝大多数超导体仅在接近0K(-273℃)温度下工作,

维持低温使超导体的应用成本显著提升。

如果材料能在室温下实现超导,

就能避开昂贵的冷却费,

彻底改变能量传输、医疗扫描仪和运输等相关领域的现状。

既然室温超导效益这么好,

那找到合适的材料不就行了吗?

没这么简单,

目前,材料达到超导状态的最高温度约为133K(-140ºC),

这种材料就是铜氧化物,

于20世纪80年代被发现。

30多年来,

在寻找室温超导体的路上,

铜氧化物一直是物理学家关注的焦点。

铜氧化合物高温超导体的电子态相图和典型晶体结构

但是,上文也提到了