Exotische magnetische Strukturen wie Skyrmionen sind auch als topologische Teilchen bekannt. Da sie sich leicht innerhalb eines Kristalls bewegen lassen, gelten sie als vielversprechende Informationsträger der Zukunft.
Wissenschaftler aus Jülich, China und Schweden haben nun erstmals ein verwandtes stabiles nanoskaliges, magnetisches 3D-Objekt in einem Festkörper erzeugt und beobachtet. Die von ihnen entdeckten Hopfionen eröffnen mit ihrer komplexen Struktur und Dreidimensionalität einen neuen Forschungszweig und könnten sich als wegweisend erweisen für neuartige Datenspeicher und neuromorphe Computer der Zukunft.
Die am Forschungszentrum Jülich durchgeführten Experimente haben erstmals gezeigt, dass Hopfionen tatsächlich in einem magnetischen Material vorkommen und de facto an Skyrmionenfäden gekoppelt sind. Die Hopfionenringe umschließen die Skyrmionenfäden wie ein Ring an einem Finger. Im Ergebnis entsteht so ein äußerst flexibles Gebilde. Entlang der Fäden können sich die Hopfionenringe leicht auf und ab – oder gemeinsam mit diesen – in jede räumliche Richtung bewegen. Die Erkenntnisse könnten nach Ansicht der Forschenden neue Ansätze für die Entwicklung zukünftiger Datenspeicher und neuromorpher Computer eröffnen. (jr)