年仅22岁的中国天才科学家 解决了物理学科的百年难题
曹媛是一名22岁的年轻科学家,1996年出生于中国。然而,在年轻的时候,他解决了困扰世界物理学家107年的问题,并在石墨烯超导领域取得了重大突破。他震撼了世界,成为当今世界科学界耀眼的新星。
3月5日,《自然》发表两篇重要论文,曹为第一作者,这在该刊149年的历史上尚属首次。曹颖元也成为在杂志上发表论文的最年轻的中国学者,成为“第一作者”。
1997年,中国“量子科学之父”潘剑伟院士在《自然》杂志上首次发表论文时年仅27岁。1999年,中国结构生物学的领军人物石在《自然》杂志上首次发表他的论文时已经32岁了。
12月18日,在英国《自然》杂志公布的年度十大科学数据中,22岁的中国学生曹媛名列榜首。
大约22岁的中国天才科学家曹原,他的学术价值应该从1911年开始。
众所周知,电力作为一种能源,在从发电站传输到每个工厂、学校和家庭的过程中,必然会有很大的能量传输损耗。1911年,荷兰物理学家海克·卡姆林·阿格尼斯发现,当水银被冷却到接近绝对零度,即零下273摄氏度时,电子可以不受阻碍地通过,从而使能量消耗最小化。这种“零电阻状态”被称为超导,可以说是人类第一次发现超导体的存在。荷兰科学家阿格尼斯因此获得了诺贝尔奖。
然而,我们可以看到超导体只能在绝对零度下实现接近零损耗的能量传输能力。没有必要去想它。很难实现-273摄氏度的冷却成本和传输环境。因此,100年来,世界各地的物理科学家一直在通过不断的实验和创新寻找“低成本超导材料”。
换句话说,从1911年到1980年,全世界的科学家都认为“低温超导性”只有在绝对零度的条件下才能实现。然而,在1980年,科学家发现氧化铜具有在133开尔文,即140摄氏度下实现“高温超导”的特性。1987年,日本鹿儿岛大学工程系发现,由镧、锶、铜和氧组成的陶瓷材料在287开尔文(即14摄氏度)时表现出超导性。高温超导体的重大突破是用液氮代替液氦作为超导制冷剂获得超导体,这导致了超导技术的大规模发展和应用。众所周知,氮气是空气的主要成分,液氮制冷机的效率比液氦高10倍,而液氮的价格只有液氦的1%。因此,尽管现有的高温超导体必须用液氮冷却,但它们仍被认为是20世纪人类最伟大的科学发现之一。
曹颖元,我们中国的青年,已经成为照亮黑暗的明灯。
2017年8月,曹远的团队在石墨烯中发现了非常规超导性。只要将两层石墨烯旋转到一个特定的“魔角”,即1.1度,电子就可以在零电阻的情况下传导,从而实现“超导”!当然,曹颖元的学术团队在研究的初期并不顺利。实验中最困难的部分是如何将两层石墨烯之间的角度精确控制在1.1度。经历了无数次失败和挫折后,曹颖元仍然自信地说:“实验性的失败是常见的,没有冷静对待失败的压力。做实验就是从错误中学习,从智慧中学习。有了经验,难题自然会迎刃而解。”
在接下来的六个月里,曹颖元和他的团队日夜呆在实验室里。在克服了“样品不能承受高热”和“机械零件卡回不良状态”等诸多困难后,震惊世界的“石墨烯导电实验”终于成功了。
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