Иерусалим. В стенах Еврейского университета случилось событие, способное пошатнуть догмы классической электродинамики: физикам впервые удалось теоретически обосновать, что осциллирующее магнитное поле света вступает в прямое взаимодействие со спинами материалов.
Новая публикация в авторитетном Scientific Reports фактически перечеркивает аксиому, продержавшуюся в учебниках без малого 180 лет.
Читайте: Крах «Матрицы» – Математики доказали реальность нашего мира
Пересмотр фундаментальных основ эффекта Фарадея
Это открытие заставляет переосмыслить природу эффекта Фарадея — того самого вращения плоскости поляризации света в магнитном поле, которое Майкл Фарадей описал ещё в 1845 году.
Поразительно, но почти два столетия физики исходили из предположения, что вся «работа» в этом процессе выполняется исключительно электрической составляющей световой волны. Магнитному же компоненту отводилась роль статиста — его влиянием пренебрегали, считая ничтожным.
Ситуация изменилась кардинально: авторы нового исследования заявили, магнитное поле света, которое мы привыкли сбрасывать со счетов, на самом деле вносит вполне осязаемый и, что важнее, измеримый вклад, напрямую воздействуя на квантовые спины вещества.
Методология и доказательная база
Чтобы не быть голословными, команда под началом доктора Амира Капуа и Бенджамина Ассулина из Института электротехники и прикладной физики обратилась к тяжёлой артиллерии математического моделирования.
В центре их внимания оказался кристалл тербий-галлиевого граната (TGG). Выбор пал не случайно: этот материал, обладающий выдающимися магнитооптическими свойствами, является, по сути, золотым стандартом в лазерной индустрии.
Учёные применили уравнение Ландау-Лифшица-Гилберта, описывающее поведение намагниченности, и результаты расчётов оказались неожиданными. Выяснилось, быстро меняющееся магнитное поле световой волны работает по тому же принципу, что и мощное статическое поле магнита.
Основные показатели
- Цифры, полученные группой Капуа, говорят сами за себя и не оставляют места для скепсиса по поводу «малости» эффекта.
- В видимом диапазоне спектра именно магнитная составляющая берёт на себя ответственность за 17% наблюдаемого вращения поляризации.
- Стоит же перейти в инфракрасный спектр, как влияние возрастает до доминирующих 70%.
Доктор Капуа, комментируя открытие, отмечает смену самой парадигмы восприятия.
Происходит не просто прохождение луча сквозь среду, а полноценный диалог. «Статическое поле как бы "скручивает" свет, а тот в ответ проявляет магнитную сущность материала. Мы с удивлением обнаружили, что магнитная часть излучения здесь — не пассивный наблюдатель, а активный участник процесса первого порядка», — поясняет физик.
Его коллега Бенджамин Ассулин формулирует мысль образнее: «Свет буквально нашёл новый канал связи с материей, разговаривая с ней на языке магнетизма, который наука игнорировала почти два века».
Перспективы для технологий
Подобный пересмотр механизмов взаимодействия света и вещества неизбежно выйдет за пределы лабораторий.
Перед инженерами открываются совершенно иные горизонты в спинтронике и создании сверхплотных оптических накопителей. Более того, понимание того, как именно свет управляет магнетизмом, может стать недостающим звеном, которое ускорит появление эффективных квантовых компьютеров на спиновых принципах.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU