在铁电纳米粒子内的一些偏振线可以看出。线条缠绕在悬井拓扑结构中。图片来源：尤里蒂康霍诺夫，皮卡德大学和俄罗斯南部联邦大学，以及南联邦大学安娜拉扎亚亚纳
从被称为Hopfions的各个领域中产生的类似结的结构，已经被密集研究了50年，但到目前为止，还没有在物理系统中显现出来。
名为Hopfions的独特结孤子被揭示为密闭铁电纳米粒子的基本偏振场，欧洲杯猜球平台新研究发表在杂志上自然揭示。
这一发现意义非凡，除了在宇宙学、天体物理学和高能物理学等物理领域具有重要意义外，现在，Hopfions被认为是研究纳米复合材料电磁特性的基础。纳米复合材料是将纳米粒子编织成“标准”或宏观物质的基质。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台
除此之外，磁性Hopfions可能在自旋电子技术的发展中具有特别重要的意义。自旋电子是一种利用电子固有的磁性(称为自旋)来存储和传输信息的设备。
该研究还标志着物理学中的第一个，因为尽管对霍普赛的寻求进行了近半个世纪，但实际的实现尚未实现。
Hopfions是什么?
Hopfion一开始看起来似乎很抽象的概念具有一种内在的非现实的本质,拓扑-一个几何对象的属性字段的感兴趣的科学家从电磁学的诞生,和积分的引入将两条曲线在1833年。
在20世纪之交，当这种结构在太阳电流中被观测到时，由于磁力的作用，拓扑场中的缠结和结变得非常突出。
Hopfions简单地在字段内开发的结垢结构简单，因此，许多研究人员将指定它们是否正在讨论电磁或引力的厚度。
到目前为止，尽管他们在各种科学领域和尤其是物理学中，但霍普赛已经未充分利用。欧洲杯线上买球部分原因是因为，由于跳伞的特征是非线性部分微分方程，所需的数学是非常困难的。
需要注意的是，Hopfions不是粒子，它是三维连续单位向量场中的结，如果不切割就无法解开。欧洲杯猜球平台它们是一类类似弦的孤子或孤波——一种自我强化的波包——能够在保持其形状的同时以恒定的速度传播。科学家们在许多不同的地方观察到了孤子的例子，包括在水流中或光纤中的光脉冲中。
孤子可以保持其形状，以令人惊讶的是大距离，这是一个微妙的平衡在波的分散倾向之间的作用，以及它传播的介质的性质。这种质量意味着跳跃还应该具有许多粒子的性质，并且可以被认为是“准粒子”。
生成跳跃
先前的研究已经确定Hopfions作为磁性材料的稳定状态出现，研究集中在受约束和不受约束的系统上。欧洲杯足球竞彩由美国莱蒙特阿贡国家实验室Valeriji Vinokour领导的研究小组使用了一种约束系统，发现它对Hopfions的产生有相当大的影响。
为了得到他们的发现，物理学家们考虑了一个球形的纳米粒子，其中系统的总能量不能用各向同性分布来描述。换句话说，能量在整个系统中有不同的值。这种系统通常被认为是研究纳米点的好方法，纳米点是一束尺寸在100纳米或更小的纳米粒子。欧洲杯猜球平台
对于这个受限的系统，该团队引入了小扰动，导致在纳米颗粒表面形成退极化电荷和单畴。这些去极化区域的存在导致系统不是能量稳定的，并产生一个去极化电场。为了恢复稳定，系统将自己转变成一个带有消失的去极化电荷的结构。
磁场线重新连接在其终端点处重新分配现场诱导的去极化电荷，保证所施加的场的近乎完美的筛选。由于载体场的连续变形，形成偏振涡流，并且该“逃离”进入第三空间尺寸。
这就是团队执行的约束变得重要的地方。在不受限制的三维空间中，上述过程将简单地导致均匀偏振。在一个封闭的空间，这应该导致返回到一个更早的，不利的状态。为了避免这种情况，极化“回流”穿过极化漩涡的轴。合成场是一个三维打结解——Hopfion。
棘手的解决方案和未来的应用
The team also note, that in larger nanoparticles, the polarization winds in a similar way creating Hopfions, but then further structures ‘bud’ off these formations — referred to by the team as ‘Hopfioninos’ — this development can eventually, with increasing particle size, result in a chaotic texture.
该团队的发现可能大大增加纳米复合材料的潜在用途，特别是证明了铁磁性材料的限制对其电磁特性有根本性的影响。
纳米复合材料最激动人心的潜在用途之一涉及生物医学应用，如组织生长和细胞疗法，以及工程中的广泛使用。
因此，物理学中看似抽象的元素可以极大地提高我们的生活质量。
来源和进一步阅读
Luk'yanchuk。我，tikhonov。y，vinokur。V.M，[2020]'Hopfions在铁电器中出现，'自然通信，[https://www.nature.com/欧洲杯猜球平台articles/s41467-020-16258-w#Article-Comments.]
“Hopfions概论”http://hopfion.com/
Rybakov。f . N, Kiselev。n S,鲍里索夫。A. B, et al，‘Magnet hopfions in solid，’[2019]，凝聚态,[https://arxiv.org/abs/1904.00250]
是。H, Kohary。K,赖特。C.D，[2016]，“新兴的纳米级相变存储器:器件缩放研究的总结，”材料科学与材料工程参考模块，欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球[https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.04144-8]
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