伯明翰大學(xué)的科學(xué)家們成功地在一束光中創(chuàng)建了一種難以捉摸的基本粒子的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停@種粒子被稱為斯格明粒子。

　　這一突破為物理學(xué)家提供了一個(gè)展示斯格明子行為的真實(shí)系統(tǒng)，這是伯明翰大學(xué)數(shù)學(xué)物理學(xué)家Tony Skyrme教授60年前首次提出的。

　　Skyrme的想法是利用四維空間中的球體結(jié)構(gòu)來保證斯格明粒子在三維空間中的不可分割性。理論上，三維粒子狀的斯格明子可以提示我們宇宙的早期起源，或者關(guān)于異域材料或冷原子的物理學(xué)。然而，盡管被研究了50多年，斯格明子在實(shí)驗(yàn)中卻很少被看到。目前對斯格明子的研究主要集中在二維類似物上，這顯示了新技術(shù)的前景。

　　在《自然-通訊》上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，伯明翰大學(xué)、蘭卡斯特大學(xué)、明斯特大學(xué)（德國）和日本理化學(xué)研究所的研究人員進(jìn)行的國際合作首次證明了如何在三維空間測量斯格明子。

　　領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的馬克·丹尼斯教授說。“幾十年來，斯格明子一直吸引著物理學(xué)家并對他們提出挑戰(zhàn)。盡管我們在研究二維斯格明子方面取得了良好的進(jìn)展，但我們生活在一個(gè)三維世界。我們需要一個(gè)系統(tǒng)，能夠以可測量的方式模擬斯格明子的所有可能狀態(tài)。我們意識到，一束光可以被用于這一目的，因?yàn)槲覀兡軌蛎芮锌刂扑膶傩裕杂盟鳛橐粋€(gè)平臺來模擬我們的斯格明子。通過這種方法，我們可以開始真正了解這些物體，實(shí)現(xiàn)它們的科學(xué)潛力。”

　　為了創(chuàng)建他們的模型，大學(xué)物理和天文學(xué)學(xué)院的Danica Sugic博士和Dennis教授將光的標(biāo)準(zhǔn)描述、偏振（光波傳播的方向）和相位（光波振動(dòng)的位置）投射到4維空間的球體上，這對Skyrme的初設(shè)想至關(guān)重要。這使得斯格明子場可以在明斯特大學(xué)Cornelia Denz教授領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)中被設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)成一束激光。該團(tuán)隊(duì)使用先進(jìn)的測量方法來確定斯格明子的精確結(jié)構(gòu)。

　　Sugic博士說：“從幾何學(xué)的角度來看，這些物體實(shí)際上是相當(dāng)復(fù)雜的，”。“它們類似于一個(gè)復(fù)雜的互鎖環(huán)系統(tǒng)，整體形成一個(gè)類似粒子的結(jié)構(gòu)。特別有趣的是斯格明子的拓?fù)鋵W(xué)特性--它們可以被扭曲、拉伸或擠壓，但不會(huì)散開。這種堅(jiān)固性是科學(xué)家們有興趣利用的特性之一”。