Магнитные скирмионы иногда описываются как магнитные вихри. В отличие от ферромагнитных состояний, которые встречаются в обычных магнитах, таких как компасы и магниты на холодильник, состояние скирмиона довольно своеобразно: ориентация намагниченности не указывает в одном и том же направлении повсюду в материале, а вместо этого лучше всего описывается как своего рода вихревой магнетизм.

Скирмионы представляют большой интерес как для фундаментальных исследований, так и для промышленности, поскольку их можно использовать для производства более компактных компьютерных запоминающих устройств. Однако это легче сказать, чем сделать. Использование скирмионов в технических целях требует эффективных способов записи, стирания и манипулирования частицами в коротких временных масштабах и с высокой пространственной точностью.

В новом исследовании исследователи Клаудио Вердоцци из Лундского университета и Эмиль Виньяс Бостром и Анхель Рубио из Института структуры и динамики вещества Макса Планка в Гамбурге нашли новый подход.

"В нашем исследовании мы теоретически показали, как можно выполнить одно из этих требований, то есть как создавать магнитные скирмионы в ультракоротких временных масштабах с помощью импульсов лазерного света", - говорит Клаудио Вердоцци, исследователь физики из Университета Лунда.

Исследовательская группа определила микроскопический механизм, который объясняет экспериментальный протокол, который, как было показано, полезен при создании странных скирмионов. Используя фемтосекундные лазерные импульсы - световые импульсы, которые длятся одну миллионную миллиардной доли секунды, - исследователи показали, что можно создавать скирмионы сверхбыстро.

"Наши результаты имеют большое значение для создания более энергоэффективных технических компонентов. Наше исследование показывает, что свет может быть использован для управления локализованными магнитными возбуждениями в очень коротких временных масштабах", - говорит Клаудио Вердоззи.

Новое открытие может привести к целому ряду применений, включая квантовую технологию - область, где квантово-механические свойства используются для решения чрезвычайно сложных вычислений, с которыми не справляются традиционные компьютеры. Считается также, что магнитные возбуждения, такие как скирмионы и так называемые спиновые волны, способны помочь снизить потребление энергии в технологических компонентах и, таким образом, могут способствовать достижению будущих климатических целей.

"Скирмионы находятся в центре внимания как теоретических, так и экспериментальных исследований благодаря своему технологическому потенциалу. Кроме того, их экзотические магнитные узоры обладают концептуально и математически красивой привлекательностью, что делает их очень интересными", - заключает Клаудио Вердоцци.