中國科技網 華盛頓3月15日電（記者毛黎）美國北卡州立大學14日表示，科學家成功地在磁性環境產生了弧子（soliton）。35年前，科學家便建立了有關弧子的理論，并認為它在打造磁性環境下基于自旋的計算機方面具有重要意義。

弧子也稱孤立波，是一種特殊形式的超短脈沖，在小范圍的空間內能保持自己的大小和動量。科學家已證明，由光構成的弧子（光弧子）能用于長距離高速信息傳遞。然而，雖然科學家相信存在著弧子，但是在磁環境中，他們從來沒有觀察到過弧子。

北卡州立大學數學家馬克·霍耶費爾通過建立數學模型向人們展示了弧子的表觀特征。隨后，當瑞典物理學家約翰·阿科曼和研究生馬基德·莫森尼發現自己的實驗數據與霍耶菲爾的數學模型相符時，他們決定要確認磁性弧子的存在。

所有的電子以自旋的形式擁有角動量，如同旋轉的陀螺。角動量讓電子自旋軸指向特定的方向。在磁場內，每個電子像陀螺那樣自旋且它們的自旋幾乎相同。研究中，阿科曼他們使用納米導線將微弱的直流電流導向磁鐵，為磁場中的電子群引入了能量，改變了電子的自旋，讓它們出現了旋進，或者說是像陀螺出現旋轉軸不再與地面垂直的狀態，結果產生了微小的旋轉磁微滴，也就是形成了弧子。

通過測量電子旋進的頻率，科學家能夠探測到弧子的存在。在探測的過程中，他們觀察到了弧子獨一無二的“簽名”——伴隨能量輸出大跳躍的頻率顯著下跌，于是知道他們的實驗取得了成功。霍耶菲爾表示，這些弧子被稱為“耗散”，因為磁場需要消散電子旋進的能量。磁場通過平衡直流電源引入到磁性系統的能量和輸出到系統外的能量來保持自己的穩定。

除了展示弧子存在外，科學家還發現了弧子某些有趣的特性，包括振蕩運動以及周期性變形。相關的研究結果發表在《科學》雜志上。