À l'intérieur d'un morceau de matériau magnétique, les spins des électrons — de minuscules aiguilles magnétiques — s'alignent généralement en motifs simples. Parfois, ils s'enroulent en tourbillons, comme l'eau dans un entonnoir, et ces tourbillons peuvent se nouer. Auparavant, de tels nœuds, appelés hopfions, n'étaient obtenus que dans des échantillons de forme particulière, découpés avec une précision de joaillier.

Aujourd'hui, les chercheurs ont trouvé une méthode plus simple. Ils font passer un courant électrique à travers un matériau magnétique ordinaire, et celui-ci aide les tourbillons à s'enrouler en nœuds tridimensionnels. La forme et la taille de l'échantillon n'ont plus d'importance : le courant organise lui-même les aiguilles magnétiques selon le motif voulu. Les nœuds obtenus ne se défont pas, même lorsque le champ magnétique externe leur est opposé.

Une telle stabilité est rare pour des structures magnétiques. Habituellement, les tourbillons se détruisent facilement, mais ceux-ci tiennent bon. Les auteurs de l'étude ont également construit une classification mathématique qui distingue les hopfions de leurs cousins plats — les skyrmions et les métrons. C'est un peu comme ranger tous les nœuds possibles sur des étagères : lesquels sont de véritables nœuds tridimensionnels et lesquels ne sont que des projections.