光藏了一个近200年的磁性秘密

研究团队发表于《自然·科学报告》的成果显示，光的磁场部分（不仅电场部分）对光与物质的相互作用具有显著且可测量的影响，这一结果与19世纪以来形成的对法拉第效应的科学解释相矛盾。
该研究由某大学电气工程与应用物理研究所的阿米尔·卡普阿博士和本杰明·阿苏林领导，首次从理论上证明光的振荡磁场直接参与了法拉第效应。法拉第效应指光在通过处于恒定磁场中的物质时，其偏振方向会发生旋转的现象。
卡普阿博士解释：“简单来说，这是光与磁之间的相互作用。恒定磁场‘扭曲’光，而光反过来揭示物质的磁特性。我们发现，光的磁场部分具有一级效应，在这个过程中异常活跃。”
近两个世纪以来，科学家们一直认为法拉第效应完全由光的电场与物质中的电荷相互作用引起。而新研究表明，光的磁场也通过与原子自旋相互作用直接发挥作用，这种贡献长期被认为微不足道。
研究人员利用描述磁性材料中自旋行为的朗道-里夫希茨-吉尔伯特（LLG）方程进行高级计算，证明光的磁场能像恒定磁场一样在物质内部产生磁扭矩。卡普阿解释：“换句话说，光不仅照亮物质，还对其产生磁影响。”
为测量这种影响程度，团队将理论模型应用于常用于研究法拉第效应的铽镓石榴石（TGG）晶体。分析显示，在可见光范围内，光的磁场成分约占观测到的偏振旋转的17%，在红外光范围内则高达70%。
本杰明·阿苏林表示：“我们的结果表明，光不仅通过电场，还通过磁场与物质‘交流’，而磁场这一成分此前在很大程度上被忽视了。”
研究人员指出，这种对光磁行为的修正理解或为光数据存储、自旋电子学、光控磁等领域的创新打开大门，还有助于未来基于自旋的量子计算发展。