【学术报道】突破性发现！华南理工大学学者首次实验发现磁霍普夫子

华南理工大学郑风珊教授联合德国于利希研究中心Nikolai S. Kiselev博士和瑞典乌普萨拉大学Filipp N. Rybakov博士等学者，共同在晶体中直接观察到磁霍普夫子(Hopfion)。相关成果以“Hopfion rings in a cubic chiral magnet”为题发表在国际学术期刊《自然》(Nature)上。

霍普夫子是几十年前预测的磁自旋结构，近年来已成为热门且具有挑战性的研究课题。

瑞典乌普萨拉大学物理系研究员Filipp N. Rybakov表示，从基础和应用的角度来看，该研究结果很重要，因为实验物理学和抽象数学理论之间已经出现了一座新的桥梁，有可能导致霍普夫子在自旋电子学中得到应用。

华南理工大学郑风珊教授亦表示“磁霍普夫子的实验发现为自旋电子学、下一代信息存储技术、非传统计算技术(如类脑计算)等提供了新的方向。”。

磁性斯格明子和霍普夫子是拓扑结构，由于其独特的类粒子特性而成为过去10年的热门研究课题。斯格明子是二维的，类似于涡旋状的弦，而霍普夫子是磁性样本体积内的三维结构，类似于甜甜圈形状的封闭、扭曲的斯格明子弦。

尽管近年来进行了广泛的研究，但仅在合成材料中报道过磁性霍普夫子的直接观察。最新研究成果是使用透射电子显微镜和全息术，在B20型FeGe板晶体中稳定这种状态的第一个实验证据。结果具有高度可重复性，并且与微磁模拟完全一致。研究人员提供了统一的斯格明子—霍普夫子同伦分类，并深入了解三维手性磁体中拓扑孤子的多样性。

这些发现开辟了实验物理学的新领域。同时，由于该物体是新事物，其许多有趣的特性仍有待发现。研究人员表示，霍普夫子未来最受关注的应用领域包括赛道内存、神经形态计算和量子位。

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