一种难以描述的纳米级物体，称为磁性 skyrmion，有朝一日可能会产生新的微电子设备，这些设备可以做更多的事情 - 例如，海量数据存储 - 同时消耗更少的电量。

但是，如果要将 skyrmions 可靠地用于计算设备(包括量子计算机)，研究人员需要对 skyrmions 有更详细的了解。美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)高级研究员 Peter Fischer 领导了一个项目，该项目旨在制作 skyrmions 的 3D X 射线图像，以表征或测量整个物体内部自旋的方向。

菲舍尔说：“我们的研究成果为自旋电子器件的纳米级计量奠定了基础。”这项研究成果最近发表在《科学进展》杂志上。

菲舍尔团队的学生研究员、这项研究的主要作者戴维·拉夫特雷 (David Raftrey) 解释说，磁性 skyrmion 可以被认为是旋转的磁力圈。在中心，磁自旋指向上方，而从中心向外移动时，磁力会扭曲并向下拉。更重要的是，skyrmion 稳定、小巧、快速且不易展开，材料科学家将这一特性称为“拓扑”。

这些自旋方向是 skyrmion 的吸引力之一，因为它们可能用于携带和存储信息，就像电子在当前设备中携带和存储信息一样。“然而，像今天这样依赖电子的电荷，不可避免地会带来能量损失。使用自旋，损失将大大降低，”菲舍尔说。

但对 skyrmion 的理论认识一直基于将其描述为二维物体。在现实世界的电子产品和硅片中，无论多薄，skyrmion 都必须作为三维物体处理。要让 skyrmion 发挥作用，或者有朝一日合成定制的 skyrmion，研究人员必须能够检查和了解整个三维物体的自旋特性。