El componente magnético de la luz reinterpreta el efecto Faraday

La investigación sobre la interacción entre luz y materia suma una pieza inesperada: el campo magnético de la luz también contribuye al efecto Faraday, no solo su componente eléctrico, según un trabajo firmado por un equipo de la Universidad Hebrea de Jerusalén.

Los resultados, publicados el 20 de noviembre de 2025 trong tạp chí Báo cáo khoa học, apuntalan con un modelo teórico que la luz puede generar un par magnético en materiales, cuantificando su papel con cifras significativas: alrededor del 17% de la rotación en el rango visible y hasta el 70% en el infrarrojo.

Qué cambia de nuestra visión del efecto Faraday

Trong khi casi dos siglos se asumió que la rotación del plano de polarización al atravesar un medio magnetizado provenía, esencialmente, de la interacción entre el campo eléctrico de la luz y las cargas del material.

El nuevo trabajo sostiene que la parte magnética del campo electromagnético no es pasiva: induce un par magnético interno ở giữa, de forma análoga a un campo magnético constante externo, y su efecto no es residual en determinadas condiciones espectrales.

Metodología y modelo teórico

El equipo, liderado por Amir Capua y Benjamin Assouline, emplea la ecuación de Landau-Lifshitz-Gilbert para describir la dinámica de los espines electrónicos en materiales magnéticos sometidos a la acción del campo magnético de la luz.

La formulación muestra cómo el componente magnético oscilante se acopla a los espines y ejerce un torque medible. En su validación, los autores eligieron un cristal de referencia en magneto-óptica: el granate de galio-terbio (TGG), ampliamente usado para estudiar y calibrar el efecto Faraday.

Resultados cuantitativos en TGG

Aplicando el modelo al TGG, la contribución magnética de la luz explica cerca de un 17% de la rotación de la polarización en el espectro visible y puede elevarse hasta un 70% en el infrarrojo, magnitudes que obligan a revisar las interpretaciones habituales.

El peso relativo de cada contribución depende de la bước sóng y de las propiedades ópticas y magnéticas del material, lo que sugiere un margen de diseño para optimizar dispositivos magneto-ópticos en diferentes bandas.

Implicaciones para óptica, espintrónica y tecnologías cuánticas en Europa

En óptica aplicada, un control deliberado del magnetismo inducido por luz permitiría ajustar aisladores ópticos, moduladores Faraday y sensores de campo con nuevas estrategias basadas en ingeniería espectral.

En espintrónica, aprovechar la componente magnética del haz para accionar el procesamiento de información por espín podría facilitar memorias más eficientes y esquemas de conmutación ultrarrápida sin contacto eléctrico.

Para las tecnologías cuánticas, el acoplamiento luz-magnetismo apunta a rutas de manipulación de qubits basados en espines, con interés para ecosistemas europeos centrados en fotónica integrada y control coherente de estados magnéticos.

Lo que falta por verificar

Aunque la evidencia presentada es teórica, el trabajo traza un plan experimental plausible: metrología magneto-óptica de alta sensibilidad, calibración espectral rigurosa y uso de fuentes de luz altamente estables para separar de forma inequívoca la contribución magnética de la eléctrica.

Infraestructuras europeas de fotónica y laboratorios universitarios podrían abordar esta validación experimental, extendiendo el análisis a otros materiales magneto-ópticos y a guías de onda y resonadores integrados.

Preguntas clave del estudio

¿Quién firma el trabajo? Un equipo de la Đại học Do Thái Jerusalem, con Amir Capua y Benjamin Assouline al frente.

¿Dónde se publica? En la revista de acceso abierto Báo cáo khoa học, tạo điều kiện cho revisión y reproducción por parte de otros grupos.

¿Qué material se analizó? El cristal TGG, referente en estudios del efecto Faraday por su alta respuesta magneto-óptica.

¿Por qué importa? Porque muestra que la luz, además de su acción eléctrica, tiene una influencia magnética directa y cuantificable sobre la materia, con impacto en diseño de dispositivos.

La propuesta añade una capa de precisión a la comprensión del efecto Faraday: integra el papel del campo magnético de la luz con números y un marco teórico sólido, y abre una vía práctica para explotar esta contribución en aplicaciones fotónicas y cuánticas con especial interés para el tejido investigador e industrial europeo.