Los investigadores han descubierto que el componente magnético de la luz juega un papel directo en el Efecto Faraday, desbaratando una suposición de hace 180 años que solía importar su campo eléctrico. Sus hallazgos muestran que la luz puede influir magnéticamente en la materia, no solo iluminarla. El descubrimiento abre nuevas posibilidades en óptica, espintrónica y tecnologías cuánticas.
Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem han descubierto que el componente magnético de la luz, no solo el eléctrico, desempeña un papel directo y significativo en cómo la luz interactúa con la materia.
El hallazgo, publicado en Nature’s Scientific Reports, desafía una comprensión científica de 180 años sobre uno de los fenómenos fundamentales de la física: el Efecto Faraday.
El estudio fue dirigido por el Dr. Amir Capua y Benjamin Assouline, del Instituto de Ingeniería Eléctrica y Física Aplicada de la Universidad Hebrea de Jerusalem.
Presenta la primera prueba teórica de que el campo magnético oscilante de la luz contribuye directamente al Efecto Faraday, un fenómeno en el que la polarización de la luz rota al pasar por un material expuesto a un campo magnético constante.
“En términos sencillos, es una interacción entre la luz y el magnetismo”, explica el Dr. Capua. “El campo magnético estático ‘tuerce’ la luz, y la luz, a su vez, revela las propiedades magnéticas del material. Lo que hemos descubierto es que la parte magnética de la luz tiene un efecto de primer orden, es sorprendentemente activa en este proceso”.
Desde su descubrimiento en 1845 por el científico británico Michael Faraday, el efecto se ha atribuido a la interacción entre el campo eléctrico de la luz y las cargas eléctricas en la materia. Sin embargo, la nueva investigación demuestra que el campo magnético de la luz, que durante mucho tiempo se consideró irrelevante, contribuye directamente y de forma medible a este efecto, interactuando con los espines.
Utilizando cálculos avanzados basados en la ecuación de Landau–Lifshitz–Gilbert (LLG), que describe el movimiento de los espines en sistemas magnéticos, los investigadores demostraron que el campo magnético de la luz puede generar un par magnético dentro del material, igual que un campo magnético estático. “En otras palabras”, dice Capua, “la luz no solo ilumina la materia, sino que la influye magnéticamente.”
Para cuantificar esta influencia, el equipo aplicó su modelo al granate de Terbio Galio (TGG), un cristal ampliamente utilizado para medir el Efecto Faraday. Descubrieron que el campo magnético de la luz representa aproximadamente el 17% de la rotación observada en longitudes de onda visibles y hasta el 70% en el rango infrarrojo.
“Nuestros resultados muestran que la luz ‘habla’ a la materia no solo a través de su campo eléctrico, sino también de su campo magnético, un componente que hasta ahora había pasado por alto en gran medida”, dice Benjamin Assouline.
El descubrimiento abre la puerta a nuevas posibilidades en óptica y magnetismo, incluyendo aplicaciones en espintrónica, almacenamiento óptico de datos y control magnético basado en luz. Incluso podría contribuir a futuras tecnologías de computación cuántica basada en espín.
El artículo de investigación titulado “Faraday Effects Emerging from the Optical Magnetic Field”, ya está disponible en Scientific Reports (Nature).
Investigadores:
Benjamin Assouline, Amir Capua.
Instituto de Ingeniería Eléctrica y Física Aplicada, Universidad Hebrea de Jerusalem.
