Nové objevy v oblasti optiky a magnetismu
Nové výzkumy izraelských vědců vyvrátily 180 let staré předpoklady o důležitosti elektrického pole světla. Ukazuje se, že magnetická složka světla hraje stejně zásadní roli. Tato zjištění ukazují, že světlo nejen osvěcuje hmotu, ale také na ni působí magneticky, což otevírá nové možnosti v oblasti optiky, spintroniky a kvantových technologií.
Studii vedli fyzici z Hebrejské univerzity v Jeruzalémě. Ta poskytuje první teoretické důkazy o tom, že oscilační magnetické pole světla přímo přispívá k Faradayovu efektu, což je jev, kdy se polarizace světla otáčí při průchodu materiálem pod vlivem konstantního magnetického pole.
„Jednoduše řečeno, jedná se o interakci mezi světlem a magnetismem,“ vysvětluje Amir Kapua, jeden z vedoucích výzkumného týmu. „Statické magnetické pole ‚zkroucuje‘ světlo, a to na oplátku ukazuje magnetické vlastnosti materiálu. Zjistili jsme, že magnetická složka světla má efekt prvního řádu, překvapivě velmi aktivní v tomto procesu.“
Faradayův efekt byl od jeho objevení v roce 1845 přisuzován interakci elektrického pole světla s elektrickými náboji v hmotě. Nový výzkum však ukazuje, že magnetické pole světla, které bylo dlouho považováno za nevýznamné, má přímý a měřitelný přínos k tomuto efektu, neboť interaguje se spiny.
Za pomoci složitých výpočtů, založených na Landau-Lifshitz-Hilbertově rovnici, která popisuje pohyb spinů v magnetických systémech, vědci prokázali, že magnetické pole světla může vytvořit magnetický moment v materiálu, podobně jako statické magnetické pole.
„Jinými slovy,“ říká Kapua, „světlo nejen osvěcuje hmotu, ale také na ni má magnetický vliv.“
Aby určili kvantitativně tento vliv, tým aplikoval svůj model na terbium-galivý granát – krystal, který se často používá k měření Faradayova efektu. Objevili, že magnetické pole světla odpovídá za přibližně 17% pozorovaného otáčení ve viditelném spektru a až 70% v infračerveném spektru.
Toto objevování naznačuje nové aplikace optiky a magnetismu v oblasti spintroniky, ukládání dat a budoucích technologií kvantových počítačů.
