科學家操控光線在黃金表面創造驚人「光渦旋袋」！

德國科學家近期完成一項突破性實驗，他們透過精密操控雷射光束與奈米蝕刻圖案的互動作用，成功在黃金表面創造出「斯格明子光袋」——這是一種類似漩渦的複雜結構。這項非凡成就不僅為光物理學帶來全新視角，更可能為突破現有顯微技術極限鋪路。

斯圖加特大學第四物理研究所所長Harald Giessen教授興奮表示：「我們的研究成果為斯格明子領域開啟了新篇章！」他的團隊成功在金屬表面實現了由光構成的斯格明子袋結構。斯格明子原本是描述漩渦狀結構的數學模型，能幫助科學家理解基礎物理互動作用。這個最初僅存在於理論的概念，如今已在磁性材料等多種系統中被觀測到。

研究團隊特別想探究的是：當光線與經過精密結構處理的黃金表面互動時，是否也能形成類似斯格明子的圖案？他們設定的目標是創造「斯格明子袋」——即多個小型斯格明子被包覆在一個大型斯格明子內的結構。為達成此目標，研究人員在薄金膜上蝕刻出兩個扭曲六邊形的精細溝槽，每個六邊形都能產生斯格明子形狀的光場。

該研究第一作者、博士生Julian Schwab解釋：「我們觀察到兩個斯格明子光場的疊加，從而形成了斯格明子袋結構。」更令人驚豔的是，團隊發現只需調整兩個光場間的相對扭曲程度，就能控制每個袋中形成的斯格明子數量。這意味著他們能精準塑造出自然界中不會自發形成的複雜光場圖案。

為驗證實驗結果，團隊與杜伊斯堡-埃森大學的研究人員合作；同時也與以色列理工學院的科學家共同建立理論模型。Giessen教授指出：「目前這仍屬於基礎物理研究，但這些光場斯格明子展現出非凡特性，激發了我們對潛在技術應用的想像。」

雖然團隊使用的黃金表面是否適合實際應用仍有待驗證，但Giessen教授樂觀表示：「如果有人能找到合適的材料，我們的概念可應用於顯微技術領域，突破現有光波長限制，實現前所未有的解析度。」這項突破性研究已發表於2025年4月22日的《自然物理》期刊。