在一段繩子上打結是一種古老的記憶方式。現在，物理學家們已經成功地打結和解開微觀磁渦旋，這可能會帶來更高效的計算機儲存器。
這些被稱為斯格明子的扭曲渦旋是原子的排列，由於其電子的量子特性（稱為自旋），每個原子都像一個條形磁鐵。外部磁場通常會使所有原子條形磁鐵沿同一方向排列，但在斯格明子的情況下，原子的磁化方向排列成扭曲的渦旋。
斯格明子抵抗解旋，因為磁擾動可以改變原子自旋的排列，但不會撤銷扭曲。這種被稱為拓撲穩定性的特性，與幾何物體（如莫比烏斯帶）具有相似之處，莫比烏斯帶可以透過將一條帶子的兩端連線起來，並在兩者之間進行半扭曲來獲得。莫比烏斯帶中的半扭曲是“穩定”的，因為它可以在周圍移動但不能被撤銷——除非切斷帶子，將其解開並重新貼上在一起。
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漢堡大學的物理學家克里斯汀·馮·貝格曼說，拓撲穩定性對於尋找改進資訊承載方式的科學家們具有吸引力。傳統的磁儲存介質，例如硬碟表面，以數字位（即用原子的磁化表示的“0”或“1”狀態，例如磁北極向上或向下）的形式承載資訊。但是，當它們密度過高或過熱時，這些磁化很容易變得不穩定並被打亂。
斯格明子提供了穩定儲存資訊的機會，因此可以根據是否存在磁結再次將其讀作“0”或“1”。但是，要實現這一點，科學家必須能夠根據需要建立或刪除磁斯格明子。
但是，儘管早在 20 世紀 60 年代（由英國物理學家託尼·斯凱爾梅）就預測了斯格明子的存在，並且此後已在磁性材料中得到證實，但研究人員一直無法在磁性材料中隨意建立和銷燬它們——直到現在。
極化電流
馮·貝格曼及其合作者在《科學》雜誌上撰文描述了他們如何在銥晶體上的鈀和鐵薄磁膜上建立斯格明子。他們從一個所有原子條形磁鐵都對齊的樣品開始。然後，該團隊使用掃描隧道顯微鏡的尖端來施加由自旋對齊或極化為特定方式的電子組成的小電流。極化電流與原子條形磁鐵相互作用，將其扭曲成類似斯格明子的結狀結構，每個直徑幾奈米或大約 300 個原子，馮·貝格曼說。科學家們還可以使用極化電流來擦除結，刪除斯格明子。
馮·貝格曼說，從理論上講，斯格明子裝置每單位表面可以容納比當前硬碟多 20 倍的資料。但是，她警告說，該技術距離實際應用還很遙遠。該團隊設法一次建立和刪除總共四個斯格明子（參見影片），但是該技術僅在大約 60% 的嘗試中有效，“這對於資料技術來說非常糟糕”，馮·貝格曼說。而且研究人員只能在 4.2 開爾文（液氦的溫度）下控制斯格明子，這對於電子裝置來說不是實際的工作溫度。
儘管如此，德國於利希研究中心的固態物理學家斯特凡·布呂格爾說，這是科學家首次建立和刪除單個磁斯格明子。“透過這項實驗，我們可以在我們想要的地方和時間建立斯格明子，這意味著我們可以以受控的方式印記 1 或 0，”他補充說。
馮·貝格曼說，自旋電流扭曲和解開斯格明子的確切機制仍然未知。破譯它需要進一步的實驗和更多的理論模型。