魔角石墨烯先驅曹原非常規超導體發現後

2021-01-09 網易

2020-12-05 10:18:52 來源: 麥八視界

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  魔角石墨烯先驅曹原非常規超導體發現後,這重磅消息瞬間引爆全球。印證了《林子大了什麼鳥都有》這句話。下面摘錄部分作者的觀點,供大家參考:

  「2017年攻讀博士期間,他發現了石墨烯中的非常規超導電性,他推測,當疊在一起的兩層石墨烯,彼此之間發生輕微偏移的時候,材料會發生劇變,有可能實現超導體性能。可當他說出自己的想法時,卻遭到諸多物理學家質疑,他們認為,這不過是一個20歲的中國小孩,關於世界的美好幻想。但曹原,沒有被權威質疑的聲音擊退,他依然堅持自己的判斷,捍衛自己的夢想!為此他日夜待在實驗室,克服了樣品無法承受高熱等,各種極端困難,在經歷了一次又一次失敗後,他依舊信心滿滿地說:「實驗失敗是家常便飯,心態平和地對待失敗就沒什麼壓力。」「吃一塹長一智,做的多了,慢慢有經驗了,自然就攻克了。」皇天不負苦心人,終於在一次實驗中,奇蹟發生了!當他將兩層石墨烯,旋轉到特定的「魔法角度」(1.1°)疊加時,它們可以在零阻力的情況下傳導電子,成為超導體!他頓時欣喜若狂,他深知,這絕對是一個改變世界的研究成果。但他仍小心謹慎,又是半年多的的反覆實驗後,震驚世界的石墨烯傳導試驗終於成功了!

  2018年3月5日,他將論文整理後,投給了世界頂級科刊《自然》。緊接著, 一個重磅消息瞬間引爆全球,讓全世界學者都望塵莫及的《Nature》,竟然一天之內連續刊登了兩篇,關於石墨烯超導的論文!此時距離發現超導體,已過去足足107年了,世界終於迎來了這個領域的重大突破!而兩篇論文的第一作者,就是中國人,曹原!

  2019 年 1 月 17 日,中科大教授吳明衛在微博上講了兩件事。曹原在中科大做報告時,對提問中的物理問題一問三不知;曹原上過他的課,但他對曹原毫無印象,曹原也沒有通過他的課程。基於以上兩點,吳明衛教授認為曹原的物理水平很一般。微博的後段,吳教授借用「功人和功狗」的典故來影射曹原和他的導師,並譴責媒體對曹原的捧殺。

  吳教授對曹原的批評,首先針對曹原的物理水平。在吳教授看來,曹原的物理水平「很是一般」。水平高低是個相對的概念。水平是不是一般,得看站在什麼位置來評判。

  物理界材料界的大牛很多,吳教授的父親是吳杭生院士,大概他從小就認識了不少牛人。拿著牛人的標準,來看一位仍然博士在讀的學生,感覺「很是一般」似乎也無不可。

  如果放在學生的角度看,事情可能就不同了。雖然沒人知道曹原未來如何,但看到今天,曹原的履歷:畢業於深圳最好的高中,14 歲進入中科大少年班,18 歲獲得郭沫若獎學金,22 歲發表兩篇 Nature 文章並被評為當年影響世界的十大科學人物。今年 24 歲的他,又分別以第一作者兼共同通訊作者和共同第一作者的身份在 Nature 發表兩篇論文。「

  「從那之後,物理學家就不斷地想要找到高溫超導材料,以應用在日常生活之中。然而,大多數材料只有在接近絕對零度時,才會轉變為超導體。如果有哪種材料能夠在室溫下表現出超導電性,就可以為能量傳輸、醫用掃描儀和交通領域帶來革命性的改變。

  而這一期《自然》雜誌的論文則指出,當兩層石墨烯以一個「魔角」扭曲在一起時,就能在零電阻下導電。儘管該系統仍然需要被冷卻至絕對零度以上1.7度,但結果表明了它或許可以像已知的高溫超導體那樣導電。一旦該結果被確認,此次的發現對於理解高溫超導電性至關重要。

  這一研究成果發表後,學界非常興奮。馬德裡材料科學研究所物理學家 Elena Bascones 認為:「如果這一發現得到證實,可能對理解高溫超導十分重要」。史丹福大學的物理學家、諾貝爾獎獲得者 Robert Laughlin 表示:「我們可以期待在接下來的幾個月裡,會有瘋狂的實驗活動來填補藍圖中缺失的部分」。「

  「媒體的誇讚並不必然地導致「捧殺」,但卻是曹原成功之路上必經的考驗。冷靜而平穩的心態,以及清醒認識自己的能力,需要在誇讚和吹捧中得到訓練與檢驗。除非曹原擁有這樣的素質,否則便無法更好更遠地在漫漫學術長路上走下去。從這個意義上說,媒體的吹捧有其積極性,甚至必要性,是試金石。「

  曹原及其團隊的貢獻就是:

  在描述雙層石墨烯的電子密度與溫度關係時,發現了與銅氧化物超導體相似的結果。

  這為物理學家發現銅氧化物超導機制。提供了一個前所未有的體系。也為尋找室溫下的超導材料提供了思路。

  研究的另一亮點在於:

  僅用純碳基的石墨烯來實現超導相,也是人們期待已久的。因為石墨烯有各種奇特的性質,比如高電導率、透光率、機械強度、穩定性等等,都已不同程度地得到了應用,唯獨超導性質遲遲未能實現。

  諾貝爾遺囑:

  一份獎給在物理界有最重大的發現或發明的人;

  ……

  曹原,魔角石墨烯之王,22 歲發表兩篇 Nature 文章並被評為當年影響世界的十大科學人物。我們期待,曹原將獲得諾貝爾物理學獎。

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