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攻克百年难题,扭转“角度” 石墨烯可变超导体
攻克百年难题,扭转“角度” 石墨烯可变超导体

  英国《自然》杂志日前连发两篇物理学重磅论文,报告了麻省理工学院科学家对非常规超导材料的行为的新见解,这一发现轰动业界,被称为石墨烯超导的重大进展。

根据论文,研究人员将两层石墨烯叠加并使其碳原子图案偏移1.1°的角度,最后得到的材料就能具有超导特性。尽管该系统仍需要冷却到绝对零度以上1.7度,但结果表明,它可能像已知的高温超导体一样导电,这已让物理学家兴奋不已。

两篇论文所报告的系统,可以通过改变扭转角度和电场来轻易调整。这意味着,该成果将提供一个全新的二维平台,以供科学家们理解曾长期困扰物理学界的高温超导电性的起源问题,并将打开一扇研究非常规超导体的大门。

特别值得关注的是,本次两篇重磅文章第一作者是来自中国的博士生曹原。曹原本科毕业于中科大少年班,令人惊讶的是,这位博士生今年年仅21岁。

1996年,曹原出生在成都。11岁时,因为异于常人的天赋,他被选拔进入深圳耀华实验小学超常班。

能够进入这个班的,全校只有3位学生,由曾在中科大任教超过20年的副校长朱源直接任教。同时配备6位老师,全程照顾曹原三人的学业。14岁后,他以高考669分的优异成绩被中科大少年班录取。

在中科大的四年,培养了曹原出色的科研能力。毕业后,他获得中科大本科生最高荣誉——郭沫若奖学金,前往世界排名前五的麻省理工大学攻读博士学位。

在世界能源史上,电力的传输过程,能源损耗巨大。目前使用的传输材质中,大约7%的能源热是在传输过程中损失掉的。这是世界上所有能源公司一直头疼的问题。

1911年,荷兰物理学家卡末林•昂内斯发现了一种能够将电子损失降到0的传输材质,命名为“超导体”。因为这样发现,昂内斯荣获诺贝尔奖。


昂内斯

但令人遗憾的是,要想实现这种传输条件,环境必须在冷却至绝对零度(也就是零下273摄氏度)。这在现实世界中绝不可能,因此这一科研成果无法付诸实践,能源公司依旧承担巨额损失。

此后的107年,科学界无数科学家前赴后继,一直希望研制出能够在常温条件下实现“超导体”性能的材料,却都以失败告终,直到中国科学家曹原的出现。


双层石墨烯

在攻读博士期间,曹原发现,当叠在一起的两层石墨烯彼此之间发生轻微偏移的时候,按照他的理论推测,材料会发生剧变,有可能实现超导体性能。

但他的这一推测,却引起了诸多物理学家的质疑,他们认为这不过是一个20岁的小孩,关于世界的美好幻想。真实的试验结果绝不像曹原想象的那样简单。

曹原没有被外界质疑的声音击退,相反他仍旧坚信自己的判断。

为此他日夜蹲守在实验室,克服高温、极寒等多种极端困难条件,一次又一次的为捍卫自己的梦想,努力付出。

终于,在一次实验中,曹原巧妙的将角度旋转为1.1度时,奇迹发生了,置身特殊电场的两层石墨烯,成为超导体,电子在其间畅行无阻,曹原终于向世界证明了自己!

欣喜若狂的曹原深知,这将是一个改变世界的研究成果。为此他小心谨慎,通过7个月的反复实验,最终在今年3月份,完成了全部实验,打破了世界107年来超导体魔咒!

随后,他将学术论文整理后,投给了《自然》杂志。

《自然》杂志编辑收到论文后,激动的都没来得及排版,就将其中一篇文章提前发到了杂志网站上,随后通过另外一篇文章进行评述。

一经刊登,曹原瞬间震撼了世界!全球科学家都迫切的希望自己能在实验室中,复制曹原创造的奇迹。

一位哥伦比亚大学教授甚至激动的说:“曹原为我们打开了新世界的大门,我们能做的太多了。”

出处:千龙网 / 最人物(公众号)

2019-01-05
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