突破性發現！華南理工大學鄭風珊教授聯合德國於利希研究中心Nikolai S. Kiselev博士和瑞典烏普薩拉大學Filipp N. Rybakov博士等學者，共同在晶體中直接觀察到磁霍普夫子(Hopfion)。相關成果以“Hopfion rings in a cubic chiral magnet”為題發表在Nature上。其中，鄭風珊教授為通訊作者兼第一作者，Nikolai S. Kiselev和Filipp N. Rybakov為共同通訊作者；華南理工大學為第一完成單位。

　　"霍普夫子"以德國數學家海因茨-霍普夫(Heinz Hopf)的名字命名，其概念由來可追溯到由英國物理學家托尼-斯凱爾姆(Tony Skyrme)在1962年首次提出的“拓撲孤子”。2009年，科學家首次在磁體中發現了拓撲孤子，為了紀念 Skyrme，將其稱為Skyrmion(斯格明子)。

　　一般認為，磁斯格明子是由電子自旋在空間上構成的一類二維旋渦狀結構，從樣品上表麵貫穿到下表麵，形成了斯格明子弦(String)。理論上，如果把兩個末端連接起來，會進一步形成一類三維拓撲磁孤子——磁霍普夫子。但目前為止，實驗上尚未發現強有力的證據表明磁霍普夫子的存在。

　　該聯合團隊利用了透射電子顯微鏡磁成像技術和微磁學計算，在立方鐵鍺合金中觀察到了與斯格明子弦耦合的霍普夫子，並提供了誘導產生這類霍普夫子的實驗方法，取得了高度可重複的實驗結果。該形核方法通過改變外部磁場的方向，同時保證磁場足夠弱，以確保斯格明子弦在轉換過程中保持完整，也得保證磁場足夠強，足以改變樣品邊緣材料的磁狀態；通過來回切換磁場方向，這種邊緣調製的閉合磁結構會持續穩定存在，進一步通過增加磁場強度，形成與斯格明子弦耦合的霍普夫子。

　　此外，本研究也提供了統一的斯格明子-霍普夫子的同倫(homotopy)分類，並深入探討了手性磁體中拓撲孤子的多樣性。這一突破性發現為未來磁性材料、自旋電子學和非傳統計算等領域的發展提供新思路，也為新型功能器件的設計和開發提供了有力支持。

　　該報道也被同期News/Views以專題文章“Magnetic hopfion rings in new era for topology”加以評論。