在一段绳子上打结是一种古老的记忆方式。现在，物理学家们已经成功地打结和解开微观磁涡旋，这可能会带来更高效的计算机存储器。
这些被称为斯格明子的扭曲涡旋是原子的排列，由于其电子的量子特性（称为自旋），每个原子都像一个条形磁铁。外部磁场通常会使所有原子条形磁铁沿同一方向排列，但在斯格明子的情况下，原子的磁化方向排列成扭曲的涡旋。
斯格明子抵抗解旋，因为磁扰动可以改变原子自旋的排列，但不会撤销扭曲。这种被称为拓扑稳定性的特性，与几何物体（如莫比乌斯带）具有相似之处，莫比乌斯带可以通过将一条带子的两端连接起来，并在两者之间进行半扭曲来获得。莫比乌斯带中的半扭曲是“稳定”的，因为它可以在周围移动但不能被撤销——除非切断带子，将其解开并重新粘贴在一起。
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汉堡大学的物理学家克里斯汀·冯·贝格曼说，拓扑稳定性对于寻找改进信息承载方式的科学家们具有吸引力。传统的磁存储介质，例如硬盘表面，以数字位（即用原子的磁化表示的“0”或“1”状态，例如磁北极向上或向下）的形式承载信息。但是，当它们密度过高或过热时，这些磁化很容易变得不稳定并被打乱。
斯格明子提供了稳定存储信息的机会，因此可以根据是否存在磁结再次将其读作“0”或“1”。但是，要实现这一点，科学家必须能够根据需要创建或删除磁斯格明子。
但是，尽管早在 20 世纪 60 年代（由英国物理学家托尼·斯凯尔梅）就预测了斯格明子的存在，并且此后已在磁性材料中得到证实，但研究人员一直无法在磁性材料中随意创建和销毁它们——直到现在。
极化电流
冯·贝格曼及其合作者在《科学》杂志上撰文描述了他们如何在铱晶体上的钯和铁薄磁膜上创建斯格明子。他们从一个所有原子条形磁铁都对齐的样品开始。然后，该团队使用扫描隧道显微镜的尖端来施加由自旋对齐或极化为特定方式的电子组成的小电流。极化电流与原子条形磁铁相互作用，将其扭曲成类似斯格明子的结状结构，每个直径几纳米或大约 300 个原子，冯·贝格曼说。科学家们还可以使用极化电流来擦除结，删除斯格明子。
冯·贝格曼说，从理论上讲，斯格明子设备每单位表面可以容纳比当前硬盘多 20 倍的数据。但是，她警告说，该技术距离实际应用还很遥远。该团队设法一次创建和删除总共四个斯格明子（参见视频），但是该技术仅在大约 60% 的尝试中有效，“这对于数据技术来说非常糟糕”，冯·贝格曼说。而且研究人员只能在 4.2 开尔文（液氦的温度）下控制斯格明子，这对于电子设备来说不是实际的工作温度。
尽管如此，德国于利希研究中心的固态物理学家斯特凡·布吕格尔说，这是科学家首次创建和删除单个磁斯格明子。“通过这项实验，我们可以在我们想要的地方和时间创建斯格明子，这意味着我们可以以受控的方式印记 1 或 0，”他补充说。
冯·贝格曼说，自旋电流扭曲和解开斯格明子的确切机制仍然未知。破译它需要进一步的实验和更多的理论模型。