Το μαγνητικό συστατικό του φωτός ερμηνεύει εκ νέου το φαινόμενο Faraday

Η έρευνα για την αλληλεπίδραση μεταξύ φωτός και ύλης έχει προσθέσει ένα απροσδόκητο στοιχείο: το μαγνητικό πεδίο φωτός Συμβάλλει επίσης στο φαινόμενο Faraday.όχι μόνο το ηλεκτρικό του εξάρτημα, σύμφωνα με μια μελέτη υπογεγραμμένο από μια ομάδα από το Εβραϊκό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ.

Τα αποτελέσματα, Δημοσιεύτηκε στις 20 Νοεμβρίου 2025 στην περιοδικό Επιστημονικές ΕκθέσειςΥποστηρίζουν αυτό με ένα θεωρητικό μοντέλο που Το φως μπορεί να δημιουργήσει μαγνητική ροπή στα υλικάποσοτικοποιώντας τον ρόλο του με σημαντικά ψηφία: περίπου το 17% της περιστροφής στο ορατό εύρος y έως και 70% σε υπέρυθρες.

Τι αλλάζει στην άποψή μας για το φαινόμενο Faraday;

Κατά την διάρκεια σχεδόν δύο αιώνες Υποτίθεται ότι η περιστροφή του επιπέδου πόλωσης κατά τη διέλευση από ένα μαγνητισμένο μέσο προήλθε απόΟυσιαστικά, από την αλληλεπίδραση μεταξύ του ηλεκτρικού πεδίου του φωτός και των φορτίων του υλικού.

El Νέα εργασία υποστηρίζει ότι το μαγνητικό μέρος του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου δεν είναι παθητικό: προκαλεί ένα εσωτερική μαγνητική ροπή στη μέση, ανάλογα με ένα σταθερό εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, και η επίδρασή του δεν είναι υπολειμματική υπό ορισμένες φασματικές συνθήκες.

Μεθοδολογία και θεωρητικό μοντέλο

Η ομάδα, με επικεφαλής τους Amir Capua και Benjamin Assouline, απασχολεί τους Εξίσωση Landau-Lifshitz-Gilbert να περιγράψει τη δυναμική των σπιν των ηλεκτρονίων σε μαγνητικά υλικά που υπόκεινται στη δράση του μαγνητικού πεδίου του φωτός.

Η διατύπωση δείχνει πώς Το ταλαντούμενο μαγνητικό στοιχείο συνδέεται με τα σπιν και ασκεί μια μετρήσιμη ροπή στρέψης.Στην επικύρωσή τους, οι συγγραφείς επέλεξαν έναν κρύσταλλο αναφοράς στη μαγνητοοπτική: τον γρανάτης γαλλίου-τερβίου (TGG), που χρησιμοποιείται ευρέως για τη μελέτη και τη βαθμονόμηση του φαινομένου Faraday.

Ποσοτικά αποτελέσματα στο TGG

Εφαρμόζοντας το μοντέλο στο TGG, η μαγνητική συνεισφορά του φωτός εξηγεί περίπου ένα 17% της περιστροφής πόλωσης στο ορατό φάσμα και μπορεί να φτάσει το 70% στο υπέρυθρο, μεγέθη που επιβάλλουν μια αναθεώρηση των συνήθων ερμηνειών.

Το σχετικό βάρος κάθε συνεισφοράς εξαρτάται από το μήκος κύματος και τις οπτικές και μαγνητικές ιδιότητες του υλικού, γεγονός που υποδηλώνει περιθώρια βελτιστοποίησης του σχεδιασμού μαγνητοοπτικές συσκευές σε διαφορετικές μπάντες.

Επιπτώσεις για την οπτική, την σπιντρονική και τις κβαντικές τεχνολογίες στην Ευρώπη

Στην εφαρμοσμένη οπτική, ένας σκόπιμος έλεγχος του μαγνητισμός που προκαλείται από το φως Θα επέτρεπε την προσαρμογή οπτικών μονωτών, διαμορφωτών Faraday και αισθητήρων πεδίου με νέες στρατηγικές βασισμένες στη φασματική μηχανική.

Στη σπιντρονική, η αξιοποίηση του μαγνητικού στοιχείου της δέσμης για την οδήγηση του επεξεργασία πληροφοριών περιστροφής Θα μπορούσε να διευκολύνει πιο αποτελεσματικές μνήμες και εξαιρετικά γρήγορα σχήματα μεταγωγής χωρίς ηλεκτρική επαφή.

Για τις κβαντικές τεχνολογίες, η σύζευξη φωτός-μαγνητισμού υποδεικνύει οδούς χειρισμού qubits που βασίζονται στο σπιν, με ενδιαφέρον για τα ευρωπαϊκά οικοσυστήματα με επίκεντρο την ολοκληρωμένη φωτονική και τον συνεκτικό έλεγχο των μαγνητικών καταστάσεων.

Τι μένει να επαληθευτεί

Αν και τα στοιχεία που παρουσιάζονται είναι θεωρητικά, η εργασία σκιαγραφεί ένα εύλογο πειραματικό σχέδιο: μαγνητοοπτική μετρολογία υψηλής ευαισθησίας, αυστηρή φασματική βαθμονόμηση και χρήση εξαιρετικά σταθερές πηγές φωτός για να διαχωρίσουμε κατηγορηματικά τη μαγνητική από την ηλεκτρική συμβολή.

Οι ευρωπαϊκές φωτονικές υποδομές και τα πανεπιστημιακά εργαστήρια θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα. πειραματική επικύρωσηεπέκταση της ανάλυσης σε άλλα μαγνητοοπτικά υλικά, συμπεριλαμβανομένων ολοκληρωμένων κυματοδηγών και συντονιστών.

Βασικά ερωτήματα της μελέτης

Ποιος υπογράφει την εργασία; Μια ομάδα από Εβραϊκό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ, με τους Amir Capua και Benjamin Assouline στο τιμόνι.

Πού δημοσιεύεται; Σε περιοδικό ανοιχτής πρόσβασης Επιστημονικές Εκθέσεις, που διευκολύνει την αναθεώρηση και αναπαραγωγή από άλλες ομάδες.

Ποιο υλικό αναλύθηκε; Ο κρύσταλλος TGG, μια αναφορά σε μελέτες του φαινομένου Faraday λόγω του υψηλή μαγνητοοπτική απόκριση.

Γιατί έχει σημασία; Επειδή δείχνει ότι το φως, εκτός από την ηλεκτρική του δράση, έχει και άμεση μαγνητική επίδραση και ποσοτικοποιήσιμο στο θέμα, με αντίκτυπο στον σχεδιασμό της συσκευής.

Η πρόταση προσθέτει ένα επίπεδο ακρίβειας στην κατανόηση του Φαινόμενο ΦαραντέιΕνσωματώνει τον ρόλο του μαγνητικού πεδίου του φωτός με αριθμούς και ένα στέρεο θεωρητικό πλαίσιο, και ανοίγει έναν πρακτικό τρόπο αξιοποίησης αυτής της συμβολής σε φωτονικές και κβαντικές εφαρμογές ιδιαίτερου ενδιαφέροντος για τον ευρωπαϊκό ερευνητικό και βιομηχανικό ιστό.