“在磁场的帮助下，我们可以选择性的创造出磁性纳米漩涡，然后推挤它们使得它们偏离原有的平衡位置。” Felix Büttner博士解释道，该研究是Felix Büttner博士的博士论文。“之后我们可以非常精确的追踪这些Skyrmions,也就是纳米漩涡，看他们如何回到原有的位置。”

这些漩涡在一个由多层薄膜构成的磁性系统中形成，这个多层薄膜由一层钴硼合金以及一层铂金依次堆叠而成。每一层的厚度都小于1纳米。这样的安排允许研究者非常细致的控制系统的磁性，使得skyrmions产生。通常这些纳米漩涡的直径都小于100纳米。这基本上是人类头发直径的千分之一。

本地的磁化方向由小箭头标出；一个磁性箭头位于图案中央。一个短小的电流脉冲通过这个纳米线使得Skyrmion偏移出了它的平衡位置；然后它经过一个螺旋轨道回到了初始位置。这样的运动可以在全息X射线的帮助下观测到。Skyrmion和螺旋形的轨道在结构的上方以示意图的方式标出。图源：柏林科技大学

特别的技术使得研究人员可以在几纳米的空间尺度，以及少于1纳秒的时间尺度上追踪skyrmions。这得益于将全息记录技术运用于由位于亥姆霍兹柏林能源材料中心BESSY II型同步加速器释放的强X射线脉冲上。这些全息记录技术是由柏林工业大学的“纳米级光学以及X射线散射”小组与HZB在几年前联合发明并改进的，这项联合成果由柏林工业大学的Stefan Eisebitt教授指导。

Büttner和他的同事观察到X射线的全息图像很不寻常，“就像被一个旋转的陀螺撞到，纳米漩涡并不是直线运动的，而是沿着一个螺旋轨道运动”，Büttner解释道，“在和我们经过计算的模型比较之后，我们可以确定这种螺旋形的运动方式只能由Skyrmion有质量来解释。”

这是一个重要的发现，因为这里观测到的纳米漩涡只代表了在自然界中发现Skyrmions的一种。“在过去，Skyrmions被形容为没有质量的。” 瑞士保罗·谢勒研究所的Christoforos Moutafis解释道。现在，就像研究人员在著名的《自然》物理分刊所指出的那样，该研究所展示的这种粒子拥有质量的概念将被应用在理解其他种类的Skyrmion中。

这些在磁性纳米薄膜内的磁性纳米漩涡也有着实际的应用——它们已经被当做另一种信息处理和储存的媒介来讨论了。研究人员猜想，因为它们的“Skyrmion特性”，比特（信息流单位）可以被更紧实的储存，并且更可信的传播。新的Skyrmion行为的发现可能会对这些新奇的信息处理概念的实现有所帮助。

新材料在线编译团队编译整理——翻译：陈亮