A fény és az elektromágnesesség rejtett kapcsolata
1845-ben Michael Faraday, a neves fizikus, forradalmi kísérletet végzett, amely során első ízben bizonyította be, hogy az elektromágnesesség és a fény kölcsönhatásban áll egymással. Mostanában izraeli kutatók újabb áttörést értek el, amely szerint ez a kapcsolat lényegesen erősebb, mint ahogyan azt Faraday valaha is gondolta. Eredményeiket a Scientific Reports című szaklapban publikálták, melyben a fizika eddigi alapjait formálják át.
Faraday kísérletében egy üveglapot bórsavval és ólom-oxiddal kezelt, majd ezt követően egy erős mágneses mezőn keresztül fényt bocsátott át rajta. A kísérlet eredményeként tapasztalta, hogy a fény polarizációja megváltozott: a fény, amikor elhagyta az üveget, más irányú polarizációval rendelkezett. Ezt a jelenséget ma már Faraday-effektusként ismerjük, ami jól mutatja a fény és a mágneses mezők közötti összefüggéseket.
A Faraday-effektus magyarázatát sokáig az a nézet uralta, hogy a mágneses mező, az üvegben lévő elektromos töltések és a fény elektromos komponensei kölcsönhatása miatt alakul ki az elfordulás. Azonban ezek a tényezők nem azonos mértékben befolyásolják a jelenséget, és a tudományos közéletben elterjedt nézet az volt, hogy a fény mágneses komponensének hatása szinte elhanyagolható. A Hebrew University of Jerusalem két kutatója, Amir Capua és Benjamin Assouline most ellenérvet fogalmaztak meg ezzel kapcsolatban.
Capua rámutatott, hogy a kutatók eddigi gondolatmenetében két fő ok játszott szerepet. Először is, az üveghez hasonló anyagokban a mágneses erők általában gyengék az elektromos erőkhöz képest. Másrészt, amikor ezek az anyagok mágneseződnek, alkotóelemeik kvantumspinjei ritkán szinkronizálódnak a fényhullámok mágneses komponensével, amely a kölcsönhatás gyengeségét sugallja.
Capua és Assouline felfedezték, hogy amikor a fény mágneses komponense körkörösen polarizált, akkor sokkal intenzívebb kölcsönhatás léphet fel az üveg mágneses spinjeivel. Kísérleteik során kiderült, hogy ha Faraday eredeti kísérletét nem üveggel, hanem terbium-gallium-gránát (TGG) nevű kristállyal ismételjük meg, a mágneses kölcsönhatás mértéke akár a Faraday-effektus 17%-át is elérheti, ha látható fény halad át az anyagon. Infravörös fény esetén ez az arány még magasabb, akár 70%-ot is meghaladhat.
Igor Rozhansky, a University of Manchester kutatója, a kutatást kommentálva elmondta, hogy Capuáék számításai meggyőzőek, és az elhanyagolt mágneses komponens kutatása új távlatokat nyithat az anyagok spinjeinek manipulálásában. Capua szerint felfedezésük akár új típusú érzékelők és merevlemezek megjelenését is eredményezheti a jövőben.
Forrás: telex.hu/techtud/2025/11/20/faraday-effektus-feny-magnesesseg-spin
