2018年，22歲的曹原轟動了全球科學界，他在超導效應上取得了新的突破，1911年，昂內斯利用液氮將汞冷卻到零下40℃，使汞凝固成線狀；然後利用液氦將溫度降低至4.2K附近，並在汞線兩端施加電壓；當溫度稍低於4.2K時（相當於-269℃時，將開氏溫度轉變為攝氏度的公式就是開氏溫度-273，因為絕對零度是-273度），汞的電阻突然消失，後來他又發現許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性，由於它的特殊導電性能，林·昂內斯稱之為超導態。
超導材料的應用主要有：①利用材料的超導電性可製作磁體，應用於電機、高能粒子加速器、磁懸浮運輸、受控熱核反應、儲能等；可製作電力電纜，用於大容量輸電（功率可達10000MVA）；可製作通信電纜和天線，其性能優於常規材料。②利用材料的完全抗磁性可製作無摩擦陀螺儀和軸承。③利用約瑟夫森效應可製作一系列精密測量儀表以及輻射探測器、微波發生器、邏輯元件等。利用約瑟夫森結作計算機的邏輯和存儲元件，其運算速度比高性能集成電路的快10～20倍，功耗只有四分之一。
然而超導效應只能在低溫下實現，1987年，物理學家吳茂昆和朱經武在釔鋇銅氧系材料上把臨界超導溫度提高到90K以上，突破了液氮的「溫度壁壘」（77K），科學界因此把臨界溫度高於77K稱之為「高溫超導」，它是指一些具有較其他超導物質相對較高的臨界溫度的物質在液態氮的環境下產生的超導現象，並不是真的高溫。
然而科學家發現的一系列超導材料，如銅氧化物——釔鋇銅氧、鉈－鋇－鈣－銅－氧系材料，除了銅氧化物超導體還有氫基超導體、鐵基超導體、金屬低溫超導體等，由於微觀結構非常複雜，結構往往難以調整，很難進行微觀尺度的研究，所以難以發現其超導機制；而超高壓類的超導體，研究起來更難，也無法實現實際應用。
而曹原團隊發現，只要將兩層石墨烯片疊加起來，兩層的晶格取向互相旋轉一個角度。當角度剛好是1.1°時。雙層石墨烯材料具有了超導特性。
也就是說，當兩層石墨烯以一個「魔角」扭曲在一起時，只做了簡單的角度旋轉，就能在零電阻下導電。讓雙層石墨烯實現從絕緣體到超導體的轉變，這個研究為超導研究開拓出一個新的子領域——"轉角電子學"（twistronicic），極有望推動超導技術的進一步發展。
最近，由中國、美國和日本科學家們共同完成的一項研究表明，"魔角"雙層石墨烯的超導性可以通過一個很小的電壓變化來開啟或關閉，這增加了其超導性在電子設備中的用途。
當然，我們必須要指出一點，曹原的研究離實現常溫超導還有很大的距離，該系統仍然需要被冷卻至1.7K，它只是發現了一種從絕緣體向超導體輕鬆轉變的方法。但由於石墨烯結構簡單，製作的器件比銅氧化物更適合研究，如果能在石墨烯這樣結構簡單的材料中實現高溫超導，其應用價值和研究價值都非同一般。
這項研究成果的含金量究竟有多高呢？他的兩篇關於石墨烯超導的研究論文直接在一天之內以連刊的方式登上了《自然》雜誌，這也是《自然》創建149年以來達到如此成就的最年輕的中國科學家，而且英國《自然》周刊發布的2018年度影響世界的十大科學人物，曹原位居榜首。
在2年之後，2020年5月，曹原再次在《自然》一天連續發表了兩篇論文，這次除了第一作者的身份，它還成為了共同通訊作者，這表示曹原已經成為了該項研究工作的主導者之一。
在第一篇 Nature 論文中，曹原團隊致力於通過對扭轉角的控制，將魔角特性推廣到其他二維研究體系，以調諧和控制電子-電子相互作用的強度，實現相似的物理行為。他們採用了一種全新的魔角石墨烯體系：基於小角度扭曲的雙層-雙層石墨烯（TBBG）。這是一種新的扭曲石墨烯結構，其石墨烯不是兩層，而是四層。研究觀察到，與兩層前身相比，新的四層「魔角」結構對某些電場和磁場更敏感。就像由兩層石墨烯製成的「魔角」結構一樣，這種新的四層石墨烯結構顯示出一種奇異的絕緣行為。
在論文中，曹原團隊介紹了一種基於TBBG的高度可調諧關聯繫統。研究人員發現TBBG具有豐富的相圖性質以及對扭曲角和電位移場（displacement field）高度敏感的可調關聯絕緣態。
進一步地說，關聯絕緣態能夠根據電位移場的開/關狀態進行轉變。而關聯態對磁場的響應則表明自旋極化基態的存在，這與魔角扭曲雙層石墨烯完全不同。不僅如此，在更低的扭曲角範圍內，TBBG在電中性區附近展現了多系列的平帶（flat band），導致了多種關聯態的出現，並且均能被電位移場所調控。研究認為，這些結果為在扭曲超晶格中探索扭曲角/電場可控的關聯相提供了機會。
曹原說：這個系統是高度可調諧的，這意味著我們有很大的「控制力」，這將能讓我們研究用單層「魔角」石墨烯無法理解的東西。現在還處於該領域的早期階段，就目前而言，物理界仍對其現象著迷。
在第二篇 Nature 論文中，曹原團隊首次對整個扭曲石墨烯結構進行了成像和繪製，展示了魔角扭曲雙層石墨烯（magic-angle twisted bilayer graphene, MATBG）的研究。
他們與魏茨曼科學研究所的研究人員合作開發了一種被稱為「掃描納米SQUID」的掃描技術，SQUID代表超導量子幹涉裝置，這是一項令人驚嘆的技術，可以捕捉到距離1.1度不到0.002度的微小角度變化，空間解析度也為幾個莫爾周期。
利用納米級針尖掃描超導量子幹涉裝置（SQUID-on-tip）獲得量子霍爾態下朗道能級的斷層圖像，並繪製六方氮化硼（hBN）封裝的 MATBG 器件的局部 θ 變化圖，相對精度達到 0.002 度。
最後，研究者確立了 θ 無序作為非傳統無序類型的重要性，從而可以將扭曲角梯度用於能帶結構工程，以及器件應用的門可調諧內置平面電場
這兩項研究成果展現了曹原在石墨烯雙向電子學方面最新突破和進展。出生於1996年的曹原在11歲時曾用短短三年的時間，先後讀完小學六年級、初中和高中的課程，並且精通中英日三國語言。在2010年，才14歲的曹原就以669的高考成績被中科大少年班錄取。進入了「嚴濟慈物理英才班」，18歲的曹原進入了麻省理工攻讀博士進行更加深入的學習研究，22歲就已經成為了開宗立派的科學新星。
曹原從來不認為自己是天才，他他很喜歡滑雪，也特別喜歡仰望星空。喜歡彈鋼琴，還會畫動漫插畫…他曾說「畢竟我也是用四年時間讀完大學本科，只是曾經跳過了中學裡一些無趣的部分。」