جزء مغناطیسی نور، اثر فارادی را از نو تفسیر می‌کند

تحقیقات در مورد برهمکنش بین نور و ماده، یک بخش غیرمنتظره را به این حوزه اضافه کرده است: میدان مغناطیسی نور همچنین در اثر فارادی نقش دارد.نه تنها جزء الکتریکی آن، طبق یک مطالعه توسط تیمی از دانشگاه عبری اورشلیم امضا شده است.

نتایج، منتشر شده در ۲۰ نوامبر ۲۰۲۵ در مجله گزارش‌های علمیآنها این را با یک مدل نظری پشتیبانی می‌کنند که نور می‌تواند گشتاور مغناطیسی در مواد ایجاد کندکمّی‌سازی نقش آن با ارقام معنادار: تقریباً ۱۷٪ چرخش در محدوده مرئی y تا 70٪ در مادون قرمز.

چه چیزی دیدگاه ما را نسبت به اثر فارادی تغییر می‌دهد؟

در طول تقریباً دو قرن فرض بر این بود که چرخش صفحه قطبش هنگام عبور از یک محیط مغناطیسی از ... ناشی می‌شود.اساساً، از برهمکنش بین میدان الکتریکی نور و بارهای ماده.

El کار جدید استدلال می‌کند که بخش مغناطیسی میدان الکترومغناطیسی غیرفعال نیست: باعث ایجاد a می‌شود گشتاور مغناطیسی داخلی در وسط، مشابه یک میدان مغناطیسی خارجی ثابت، و اثرش باقی نمی ماند تحت شرایط طیفی خاص.

روش‌شناسی و مدل نظری

این تیم، به رهبری امیر کاپوا و بنجامین آسولین، از ... استفاده می‌کند. معادله لاندائو-لیفشیتز-گیلبرت برای توصیف دینامیک اسپین الکترون‌ها در مواد مغناطیسی تحت تأثیر میدان مغناطیسی نور.

فرمول‌بندی نشان می‌دهد که چگونه مولفه مغناطیسی نوسان‌کننده با اسپین‌ها جفت می‌شود و گشتاور قابل اندازه‌گیری اعمال می‌کند.نویسندگان در اعتبارسنجی خود، یک کریستال مرجع در مگنتواپتیک انتخاب کردند: گارنت گالیوم-تربیوم (TGG)، به طور گسترده برای مطالعه و کالیبراسیون اثر فارادی استفاده می‌شود.

نتایج کمی در TGG

با اعمال مدل به TGG، سهم مغناطیسی نور حدود یک مورد را توضیح می‌دهد ۱۷٪ چرخش قطبش در طیف مرئی و می‌تواند تا ۷۰٪ در فروسرخ افزایش یابد، بزرگی‌هایی که ما را مجبور به بررسی تفاسیر معمول می‌کند.

وزن نسبی هر سهم بستگی به ... طول موج و خواص نوری و مغناطیسی ماده، که نشان‌دهنده‌ی محدوده‌ی طراحی برای بهینه‌سازی است دستگاه‌های مغناطیسی-نوری در باندهای مختلف.

پیامدهای فناوری‌های اپتیک، اسپینترونیک و کوانتومی در اروپا

در اپتیک کاربردی، کنترل عمدیِ مغناطیس القایی نوری این امر امکان تنظیم ایزولاتورهای نوری، مدولاتورهای فارادی و حسگرهای میدانی را با استراتژی‌های جدید مبتنی بر مهندسی طیفی فراهم می‌کند.

در اسپینترونیک، مهار کردن مولفه مغناطیسی پرتو برای هدایت پردازش اطلاعات اسپین این می‌تواند حافظه‌های کارآمدتر و طرح‌های سوئیچینگ فوق سریع را بدون تماس الکتریکی تسهیل کند.

برای فناوری‌های کوانتومی، جفت‌شدگی نور-مغناطیس به مسیرهایی برای دستکاری اشاره دارد کیوبیت‌های مبتنی بر اسپینبا توجه به اکوسیستم‌های اروپایی که بر فوتونیک یکپارچه و کنترل منسجم حالت‌های مغناطیسی متمرکز هستند.

آنچه برای تأیید باقی مانده است

اگرچه شواهد ارائه شده نظری هستند، اما این کار یک طرح آزمایشی محتمل را ترسیم می‌کند: مترولوژی مغناطیسی-نوری بسیار حساس، کالیبراسیون طیفی دقیق، و استفاده از منابع نوری بسیار پایدار تا سهم مغناطیسی را به طور قطعی از سهم الکتریکی جدا کند.

زیرساخت‌های فوتونیک اروپا و آزمایشگاه‌های دانشگاهی می‌توانند به این موضوع بپردازند. اعتبارسنجی تجربیگسترش تحلیل به سایر مواد مغناطیسی-نوری، از جمله موجبرهای مجتمع و تشدیدگرها.

سوالات کلیدی مطالعه

چه کسی اثر را امضا می‌کند؟ تیمی از دانشگاه عبری اورشلیمبا رهبری امیر کاپوا و بنجامین آسولین.

کجا منتشر شده است؟ در مجله دسترسی آزاد گزارش‌های علمیکه تسهیل می‌کند بررسی و تکثیر توسط گروه‌های دیگر.

چه ماده‌ای مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت؟ کریستال TGG، که به دلیل داشتن خاصیت مغناطیسی، مرجعی در مطالعات اثر فارادی است. پاسخ مغناطیسی-نوری بالا.

چرا مهم است؟ چون نشان می‌دهد که نور، علاوه بر عملکرد الکتریکی‌اش، ... تأثیر مستقیم مغناطیسی و قابل سنجش در مورد موضوع، با تأثیر بر طراحی دستگاه.

این پیشنهاد، لایه‌ای از دقت را به درک [موضوع] می‌افزاید اثر فارادیاین مقاله نقش میدان مغناطیسی نور را با اعداد و یک چارچوب نظری محکم ادغام می‌کند و راهی عملی برای بهره‌برداری از این سهم در کاربردهای فوتونیک و کوانتومی که مورد توجه ویژه تحقیقات و صنعت اروپا هستند، می‌گشاید.