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日博亚洲365|14岁考上大学,22岁成《自然》十大科学人物之首的曹原,究竟是一位怎样的学霸

2020-01-11 13:39:56

日博亚洲365|14岁考上大学,22岁成《自然》十大科学人物之首的曹原,究竟是一位怎样的学霸

日博亚洲365,日前,国际顶尖学术期刊《自然》杂志发布了2018年度影响世界的十大科学人物,年仅22岁的中国学者曹原出现在榜首,他现在是美国麻省理工学院的博士生。今年3月,曹原成为以第一作者身份在《自然》发表论文的最年轻的中国学者。由于曹原发现了让石墨烯实现超导的方法,《自然》称其为“石墨烯驾驭者”。

石墨烯实现超导意味着什么?曹原究竟是一位怎样的学霸?解放日报·上观新闻记者独家采访了曹原在中国科学技术大学念本科时的导师曾长淦教授。

14岁考上大学,22岁在《自然》发表两篇论文

出生于1996年的曹原,年仅14岁时考入中国科技大学少年班。“这个年纪,就算在少年班也是偏小的。不过,曹原很谦虚,相比他的年龄要成熟许多。”曾长淦说。曹原15岁时,主动找到曾长淦,想到他的实验室来学习。“他是一个相当聪明的学生,作为指导他做科研的导师,我比较轻松。给他布置任务,他总是想方设法完成。” 曾长淦实验室以实验物理研究为主,但曹原在曾长淦的指导下进行石墨烯超晶格等离激元的理论研究。曹原尝试自己从头开始编程,展现了超强的理论功底和计算机能力。“最后曹原本科毕业时在凝聚态物理领域的国际著名期刊上发表了一篇理论研究的论文,这是很少见的。”曾长淦评论道。

2014年,曹原荣获国科大本科生最高荣誉奖——郭沫若奖学金,并前往美国麻省理工学院攻读博士。今年3月,《自然》在同一期发表了有关石墨烯导电性的两篇重要论文。“这两篇文章的第一作者都是曹原,这也是十分罕见的。”曾长淦说。1911年,荷兰物理学家发现,当汞被冷却到接近绝对零度(零下273.15摄氏度)时,会出现“零电阻状态”,这正是“超导电性”。如果有哪种材料能够在室温下表现出超导电性,就可以提高能源利用与传输效率。石墨烯被誉为“神奇的材料”,在和环境相互作用下,其电子看起来像没有质量,“跑”得特别快。曹原的工作发现,当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,即两层石墨烯之间夹角为1.1度,就能改变电子性质,电子变慢了。更有趣的是,加入一定数量的电子,“魔角”层叠石墨烯的电阻竟然消失,变为超导体了。“之前,有科学家预言,在魔角层叠后石墨烯可能会有奇异现象,但超导还是有点出乎意料。”曾长淦说。当石墨烯以魔角层叠后首先会形成一个新的量子态,即强关联绝缘态。而关联物理非常重要,但相关研究进展缓慢,曹原的这一工作对于该领域的研究很有启发。此外石墨烯本身是一种透明的柔性材料,超导之后就成了透明柔性超导体,想想就很有意思,未来应该会有一些应用前景。

喜欢天文摄影,和同龄人一样喜欢漫画

“把碳原子间的排列呈1.1度,是个相当难的工作,曹原的动手能力可见一斑。”曾长淦说,曹原的这一能力在中国科大本科期间就已展露。他平时喜欢天文摄影,经常自己组装仪器,在微信朋友圈可以看到他拍摄的星云照片。曹原还喜欢在计算机上画漫画,也有同龄人的一些相同爱好。

曾长淦说,感觉他的手总是闲不下来,上大学那会,他喜欢摆弄手里的笔,经常把笔套都弄坏了。曹原现在的导师,美国麻省理工学院帕布罗·埃雷罗教授也说,曹原的桌上总是乱糟糟的,上面摆满了各种他鼓捣的元器件。

“再次尝试之前不妨先获取一些美食和睡眠”

就在前几天,曹原还回到母校中国科大和学弟学妹们分享了“如何拥有令人愉快的博士生活”心得。他说,作为一名实验者,要愿意学习新东西,尝试新想法,并在实验室承担起责任,努力使事情“正确”。当努力不起作用时不要难过,因为这再正常不过了。在美国麻省理工学院他们小组的实验,30%的成功率就算是非常高了。当事情失败时,不要责怪自己,因为这就是生活!再次尝试之前不妨先获取一些美食和睡眠。当一些事情终于奏效时,不要忘记奖励自己并庆祝一番。可以尝试一两个爱好,这对于科研工作来说是一种很好的减压方式。

曹原还说,如果想要做一名凝聚态物理实验者,不妨掌握一些计算机编程技巧,学习一些电气和机械技能。很少会有人承认,现代物理学非常依赖于如何呈现你的科学,因此他建议,要掌握沟通技巧,要有足够的英语水平与其他科学家沟通。

“这一次见面,我感觉,曹原更成熟了,做科研的目标也更加明确了。等到他独立做科研时,才是真正考验他的时候,希望他能一直保持做科学的初心,取得更大的成就。”曾长淦对此充满了期待。

栏目主编:黄海华 文字编辑:黄海华 题图来源:《自然》杂志 图片编辑:邵竞


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