伯明翰大學的科學家們成功地在一束光中創建了一種難以捉摸的基本粒子的實驗模型，這種粒子被稱為斯格明粒子。 這一突破為物理學家提供了一個展示斯格明子行為的真實系統，這是伯明翰大學數學物理學家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構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，或者關於異域材料或冷原子的物理學。 然而，儘管被研究了50多年，斯格明子在實驗中卻很少被看到。 目前對斯格明子的研究主要集中在二維類似物上，這顯示了新技術的前景。

在《自然-通訊》上發表的一項新研究中，伯明罕大學、蘭卡斯特大學、明斯特大學（德國）和日本理化學研究所的研究人員進行的國際合作首次證明瞭如何在三維空間測量斯格明子。

領導這項研究的馬克·鄧尼斯教授說。 “幾十年來，斯格明子一直吸引著物理學家並對他們提出挑戰。 儘管我們在研究二維斯格明子方面取得了良好的進展，但我們生活在一個三維世界。 我們需要一個系統，能夠以可測量的方式類比斯格明子的所有可能狀態。 我們意識到，一束光可以被用於這一目的，因為我們能夠密切控制它的屬性，所以用它作為一個平臺來類比我們的斯格明子。 通過這種方法，我們可以開始真正瞭解這些物體，實現它們的科學潛力。 “

為了創建他們的模型，大學物理和天文學學院的Danica Sugic博士和Dennis教授將光的標準描述、偏振（光波傳播的方向）和相位（光波振動的位置）投射到4維空間的球體上，這對Skyrme的最初設想至關重要。 這使得斯格明子場可以在明斯特大學Cornelia Denz教授領導的實驗中被設計和設計成一束鐳射。 該團隊使用最先進的測量方法來確定斯格明子的精確結構。

Sugic博士說：”從幾何學的角度來看，這些物體實際上是相當複雜的，”。 “它們類似於一個複雜的互鎖環系統，整體形成一個類似粒子的結構。 特別有趣的是斯格明子的拓撲學特性–它們可以被扭曲、拉伸或擠壓，但不會散開。 這種堅固性是科學家們最有興趣利用的特性之一」。