要是放他回中国,那将是美国科技界的巨大损失!”美国专家曾经发出慨叹,原来竟是为了他?中国一物理天才放弃百万年薪、美国绿卡,坦言“我是中国人!”他不是靠年龄制造话题,而是在一个极难、极冷门、极吃实验功底的领域里,硬生生把世界物理学界的目光拉了过来。
2018年3月5日,《自然》同时上线两篇论文,第一作者都是曹原。两层单原子厚的石墨烯叠在一起,彼此错开约1.1度后,材料的电子行为突然发生变化。
团队先后观察到相关绝缘态和超导现象。角度只有一点点,背后的实验却一点也不轻松,样品洁净度、层间角度、低温测量、器件加工,任何一个环节出现偏差,最后得到的都可能是另一套结果。
当时曹原22岁。年龄很醒目,但真正让同行在意的是,他把这种难度很高的实验稳定做了出来。2014年,他获得郭沫若奖学金,随后赴麻省理工学院深造。
2018年12月19日回到母校交流时,他给学弟学妹讲的也不是所谓“神童经历”,而是魔角石墨烯怎样一步步做出来,以及本科阶段怎样接触科研、选择方向。
魔角石墨烯为什么能引起这么大的关注,其实并不玄乎。普通石墨烯本来就有特殊的电子性质,可两层材料以特定角度叠放以后,电子运动会被重新组织,原本需要在复杂材料中寻找的强关联、绝缘和超导现象,被装进了一块能够通过电学方式调节的二维体系里。
这等于给凝聚态物理多添了一张实验桌。麻省理工学院在2018年年底回顾年度科研成果时,将魔角石墨烯相关发现列入年度重要物理突破,《自然》也把曹原列入2018年度十大科学人物。
真正让他站住脚的,并不是14岁上大学这段经历,而是样品做出来以后,数据经得起同行检验,后续研究还能继续往前走。
事实上,2018年的两篇论文只是开头。2021年,他参与的研究推进到魔角石墨烯中的电子向列性、竞争序、泡利极限违反以及再入超导等问题。
研究对象越来越复杂,实验手段也在变化,但主线始终没断,就是弄清楚二维材料经过堆叠、旋转以后,电子究竟会出现哪些过去难以获得的量子状态。
到了2024年8月,这条路又往前走了一截。曹原和合作者在《自然》发表片上多自由度操控二维材料的研究,引入微机电系统,对二维材料的层间角度、位置等参数进行动态调节。
过去为了比较不同扭角,实验人员往往需要重新制作样品,现在则开始尝试在同一平台上连续改变结构。研究思路已经从“找到一个魔角”,推进到“怎样更精确地控制角度”。
他的身份也随之发生变化。进入2026年,他的研究仍在延续。1月13日,曹原参与的团队上传最新预印本,报告一种在具有中心对称结构的双层材料中探测二次谐波的新方法,并把这种技术用于双层六方氮化硼、双层二硒化钨和伯纳尔堆叠双层石墨烯。
2月17日,伯克利公布他入选2026年度斯隆研究学者,获得两年共7.5万美元研究资助。4月2日,他又在华盛顿大学作学术报告,主题已经直接指向“可重构、确定性扭转二维材料”。
回头看曹原这些年的经历,会发现“年轻”只是最容易被看见的一层。14岁进大学少见,22岁在《自然》连发两篇论文更少见,可物理实验最终还是要落到器件、测量和可重复的数据上。
八年过去,魔角石墨烯没有停留在一条轰动一时的新闻里。2026年5月6日,《自然》仍在发表关于魔角石墨烯能带和电子相互作用的新成果,说明这个由早期突破迅速带热的研究方向仍在继续生长。

