المكون المغناطيسي للضوء يعيد تفسير تأثير فاراداي

لقد أضاف البحث في التفاعل بين الضوء والمادة قطعة غير متوقعة: المجال المغناطيسي للضوء ويساهم أيضًا في تأثير فاراداي.ليس فقط مكونها الكهربائي، وفقًا لدراسة تم توقيعه من قبل فريق من الجامعة العبرية في القدس.

النتائج نُشر في 20 نوفمبر 2025 في مجلة التقارير العلميةويدعمون ذلك بنموذج نظري مفاده يمكن للضوء أن يولد عزمًا مغناطيسيًا في الموادتحديد دورها بأرقام مهمة: حوالي 17% من الدوران في النطاق المرئي y تصل إلى 70% في الأشعة تحت الحمراء.

ما هي التغييرات في وجهة نظرنا حول تأثير فاراداي؟

خلال ما يقرب من قرنين من الزمان وقد افترض أن دوران مستوى الاستقطاب عند المرور عبر وسط ممغنط يأتي منفي الأساس، من التفاعل بين المجال الكهربائي للضوء وشحنات المادة.

El تشير دراسة جديدة إلى أن الجزء المغناطيسي من المجال الكهرومغناطيسي ليس سلبيًا: يحفز عزم مغناطيسي داخلي في المنتصف، على نحو مماثل لحقل مغناطيسي خارجي ثابت، و تأثيره ليس متبقيا في ظل ظروف طيفية معينة.

المنهجية والنموذج النظري

يستخدم الفريق، بقيادة أمير كابوا وبنجامين أسولين، معادلة لانداو-ليفشيتز-جيلبرت لوصف ديناميكيات دوران الإلكترون في المواد المغناطيسية المعرضة لتأثير المجال المغناطيسي للضوء.

تظهر الصيغة كيف يقترن المكون المغناطيسي المتذبذب بالدوران ويمارس عزم دوران قابل للقياسفي عملية التحقق من صحتها، اختار المؤلفون بلورة مرجعية في البصريات المغناطيسية: عقيق الغاليوم والتيربيوم (TGG)، يستخدم على نطاق واسع لدراسة ومعايرة تأثير فاراداي.

النتائج الكمية في TGG

عند تطبيق النموذج على TGG، فإن المساهمة المغناطيسية للضوء تفسر حوالي واحد 17% من دوران الاستقطاب في الطيف المرئي، ويمكن أن ترتفع إلى 70% في الأشعة تحت الحمراء، وهي أحجام تجبرنا على مراجعة التفسيرات المعتادة.

يعتمد الوزن النسبي لكل مساهمة على الطول الموجي والخصائص البصرية والمغناطيسية للمادة، مما يشير إلى مجال التصميم للتحسين الأجهزة المغناطيسية البصرية في فرق مختلفة.

التأثيرات على البصريات والإلكترونيات الدورانية وتقنيات الكم في أوروبا

في البصريات التطبيقية، يتم التحكم المتعمد في المغناطيسية المستحثة بالضوء وسوف يسمح هذا بتعديل العوازل البصرية ومعدلات فاراداي وأجهزة استشعار المجال باستخدام استراتيجيات جديدة تعتمد على الهندسة الطيفية.

في مجال الإلكترونيات الدورانية، يتم تسخير المكون المغناطيسي للشعاع لدفع معالجة معلومات الدوران قد يساعد ذلك على توفير ذكريات أكثر كفاءة وخطط تحويل فائقة السرعة دون الحاجة إلى اتصال كهربائي.

بالنسبة لتقنيات الكم، يشير اقتران الضوء والمغناطيسية إلى مسارات للتلاعب كيوبتات تعتمد على الدوران، مع الاهتمام بالنظم البيئية الأوروبية التي تركز على الفوتونيات المتكاملة والتحكم المتماسك في الحالات المغناطيسية.

ما تبقى للتحقق

على الرغم من أن الأدلة المقدمة نظرية، فإن العمل يحدد خطة تجريبية معقولة: القياس المغناطيسي البصري عالي الحساسية، والمعايرة الطيفية الدقيقة، واستخدام مصادر ضوء مستقرة للغاية لفصل المساهمة المغناطيسية عن المساهمة الكهربائية بشكل لا لبس فيه.

يمكن للبنية التحتية للفوتونيات الأوروبية ومختبرات الجامعات معالجة هذه المشكلة التحقق التجريبيتوسيع نطاق التحليل ليشمل مواد مغناطيسية بصرية أخرى، بما في ذلك الموجهات الموجية المتكاملة والمرنانات.

الأسئلة الرئيسية للدراسة

من يوقع على العمل؟ فريق من الجامعة العبرية في القدسمع أمير كابوا وبنجامين أسولين على رأس القيادة.

أين نُشر؟ في مجلة مفتوحة المصدر التقارير العلميةمما يسهل المراجعة والاستنساخ من قبل مجموعات أخرى.

ما المادة التي تم تحليلها؟ بلورة TGG، وهي مرجع في دراسات تأثير فاراداي نظرًا لخصائصها. استجابة مغناطيسية بصرية عالية.

لماذا يهم هذا الأمر؟ لأنه يُظهر أن الضوء، بالإضافة إلى تأثيره الكهربائي، له التأثير المغناطيسي المباشر ويمكن قياسها كميًا حول الموضوع، مع تأثيرها على تصميم الجهاز.

ويضيف الاقتراح طبقة من الدقة إلى فهم تأثير فارادايويدمج هذا الكتاب دور المجال المغناطيسي للضوء مع الأرقام والإطار النظري المتين، ويفتح طريقًا عمليًا لاستغلال هذه المساهمة في التطبيقات الفوتونية والكمية ذات الأهمية الخاصة للنسيج البحثي والصناعي الأوروبي.