霍普夫子环中磁自旋的晶体据首方向。图片来源：菲利普·雷巴科夫/乌普萨拉大学

科技日报记者 张梦然

霍普夫子是中霍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验证研究课题。22日发表在《自然》杂志上的晶体据首一项研究中，来自瑞典、中霍德国和中国的验证科学家合作提出有关霍普夫子的第一个实验证据。

瑞典乌普萨拉大学物理系研究员菲利普·雷巴科夫表示，晶体据首从基础和应用的中霍角度来看，该研究结果很重要，验证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晶体据首桥梁，有可能导致霍普夫子在自旋电子学中得到应用。中霍

磁性斯格明子和霍普夫子是验证拓扑结构，由于其独特的晶体据首类粒子特性而成为过去10年的热门研究课题。斯格明子是中霍二维的，类似于涡旋状的验证弦，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。