麻省理工学院物理学教授帕布罗·哈里略-赫雷罗被授予2026年凯夫利纳米科学奖,他与来自罗格斯大学的伊娃·安德烈教授和德克萨斯大学奥斯汀分校的艾伦·麦克唐纳教授共同获得这一荣誉,以表彰他们在“扭曲电子学”领域的基础性工作。
这三位物理学家因理论基础和实验验证而获奖,该领域通过旋转二维材料(如石墨烯)到“魔角”,实现超导性、磁性等特性。凯夫利奖由挪威科学院、挪威教育与研究部及凯夫利基金会联合颁发,每两年一次,旨在表彰在天体物理学、纳米科学和神经科学等领域的突破性研究,这些研究改变了我们对宏观、微观和复杂现象的理解。每个领域的获奖者将分享100万美元的奖金。
麻省理工学院科学学院院长内尔吉斯·马瓦尔瓦拉表示:“帕布罗的开创性研究再次得到了应有的认可。他与共同获奖者们开创了扭曲电子学,这是一项基础科学研究,开启了新领域,蕴含着无数新量子材料的可能性。”
2009年,安德烈及其研究小组利用扫描隧道显微镜和光谱技术研究石墨烯,发现微小的扭转角变化会深刻改变材料的电子结构。这一发现表明几何控制而非化学组成可以改变材料的电子结构,代表了材料设计的一次基础性进展,标志着“扭曲电子学”领域的开端。
2011年,麦克唐纳定量解释了在离散魔角几何下,电子结构的出现。这一框架成为了所谓的摩尔材料的理论基础,并指导了后续在各种扭曲和分层系统中的实验和理论发展。
2018年,哈里略-赫雷罗的团队在魔角扭曲双层石墨烯器件中观察到了关联绝缘相和超导性。凯夫利奖的评语指出,这一平台“结合了原子级的结构简单性与电子可调性,使系统的研究得以系统化,并对纳米科学和量子材料研究产生了广泛而持久的影响。”
哈里略-赫雷罗最近表示:“这让我感到非常惊讶,因为尽管我们使用的技术在概念上是直接的,但在实验室中实施却很困难。”他还是麻省理工学院的塞西尔与艾达·格林物理学教授,并且是电子研究实验室的成员。他在描述自己获奖旅程的文章中提到:“我感到谦卑和无比荣幸能够与安德烈和麦克唐纳分享这一奖项。我想强调的是,这一奖项表彰的是纳米科学中的基础物理研究。继续支持基础研究对社会至关重要:尽管它往往没有直接的短期应用,但从长远来看,它却是对社会最具变革性和影响力的。”
物理系主任迪普托·查克拉巴提表示:“帕布罗的研究帮助点燃了凝聚态物理和纳米科学的革命,激励了全世界的物理学家探索超导性和其他新兴现象在工程量子材料中的应用。这项工作可能导致室温超导体的创造,这将对技术产生巨大的影响。”
哈里略-赫雷罗的获奖使麻省理工学院历史上获得凯夫利奖的教职员工总数增至九位。此前的获奖者包括神经科学领域的南希·坎威舍(2024)、纳米科学领域的鲍勃·兰格(2024)、天体物理学领域的萨拉·西格(2024)、天体物理学领域的雷纳·维斯(2016)、天体物理学领域的艾伦·古斯(2014)、纳米科学领域的米尔德里德·德雷斯尔豪斯(2012)、神经科学领域的安·格雷比尔(2012)和天体物理学领域的简·卢(2012)。
博主点评: 哈里略-赫雷罗的获奖不仅是对其个人成就的认可,更是对扭曲电子学未来潜力的肯定。这一领域的研究可能会引领我们走向新一代量子材料的革命,尤其是在超导体和其他前沿技术的开发上,值得整个科学界持续关注与投入。