一個來自德國、瑞典和中國的科學家團隊發現了一個新的物理現象：由微小的斯格明子（skyrmion）組成的複雜編織結構。斯格明子通過實驗被發現，此後成為眾多研究的主題，並為信息處理的創新概念提供了可能的基礎，這些概念具有更好的性能和更低的能耗。此外，斯格明子影響材料的磁阻和熱力學特性。因此，這一發現對應用和基礎研究都有意義。
日常生活中隨處可見線和編織結構，從鞋帶到羊毛衫，從孩子的髮辮到用於支撐無數橋樑的編織鋼索。這些結構在自然界中也很常見，例如，可以賦予植物纖維抗拉或抗折強度。尤里希研究中心的物理學家與來自斯德哥爾摩和中國的研究人員一起發現，這種結構在鐵和金屬性鍺的合金中以納米尺度存在。
這些納米環都是由幾個斯格明子組成的，這些斯格明子或多或少地纏繞在一起，就像繩子的股線一樣。每個斯格明子本身由指向不同方向的磁矩組成，並共同呈現出一個拉長的小漩渦的形式。一個單獨的斯格明子股的直徑小於1微米。磁性結構的長度只受限於樣品的厚度；它們從樣品的一個表面延伸到另一個表面。
其他科學家早先的研究表明，這種絲狀物基本上是線性的，幾乎是棒狀的。然而，在尤里希的恩斯特-魯斯卡中心進行的超高分辨率顯微鏡調查和尤里希的彼得-格林伯格研究所的理論研究揭示了更多不同的情況：這些絲線實際上可以不同程度地扭曲在一起。根據研究人員的說法，這些複雜的形狀穩定了磁性結構，使它們在一系列應用中特別有趣。
“數學包含了這些結構的大量種類。現在我們知道，這種理論知識可以轉化為真實的物理現象，”尤里希物理學家 Nikolai Kiselev 報告稱。“磁性固體內部的這些類型的結構表明了獨特的電和磁特性。然而，還需要進一步的研究來驗證這一點。”
為了解釋這些研究和以前的研究之間的差異，研究人員指出，使用超高分辨率電子顯微鏡的分析並不只是提供樣品的圖像，例如，在光學顯微鏡的情況下。這是因為當高能電子與樣品中的電子相互作用時，量子力學現象開始發揮作用。
“非常可行的是，其他研究人員也在顯微鏡下看到了這些結構，但卻無法解釋它們。這是因為不可能從獲得的數據中直接確定樣品中的磁化方向分佈。相反，有必要建立一個樣品的理論模型，並從中生成一種電子顯微鏡圖像，”Kiselev解釋說。“如果理論和實驗圖像相匹配，就可以得出結論，模型能夠代表現實。”