Investigación de Jerusalén Reevalúa el Efecto Faraday tras 180 Años de Física

Un avance teórico fundamental, publicado el 19 de noviembre de 2025 en la revista Scientific Reports, ha reevaluado la comprensión de la interacción entre la luz y la materia al demostrar el papel activo del componente magnético de la luz en el Efecto Faraday. Este hallazgo, desarrollado en la Universidad Hebrea de Jerusalén, desafía una convicción científica mantenida durante casi dos siglos desde la formulación original del efecto.

La nueva evidencia establece que el campo magnético oscilante inherente a la luz contribuye significativamente a la rotación de la polarización, un fenómeno tradicionalmente atribuido casi exclusivamente a la influencia eléctrica del haz luminoso. El Dr. Amir Capua, junto con el estudiante de doctorado Benjamin Assouline, del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Física Aplicada, lideraron el estudio, proporcionando la primera prueba teórica de esta interacción magnética directa con los espines de un material.

El alcance de esta influencia magnética fue cuantificado mediante un modelo teórico basado en la ecuación de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG), marco fundamental para la dinámica de espines en materiales magnéticos. Los investigadores aplicaron este modelo al Granate de Galio Terbio (TGG), un cristal estándar en el estudio del Efecto Faraday. Sus cálculos revelaron que el componente magnético de la luz es responsable de hasta el 70% de la rotación observada en el espectro infrarrojo y de aproximadamente el 17% en la región visible.

El Efecto Faraday, descubierto por Michael Faraday en 1845, describe la torsión del plano de polarización de la luz al propagarse a través de un medio bajo un campo magnético estático. La nueva investigación postula que la luz no solo interactúa eléctricamente con la materia, sino que su propio campo magnético ejerce un par magnético directo, modulado a frecuencias ópticas. El Dr. Capua resumió la implicación conceptual al señalar que la luz "comunica" con la materia magnéticamente, no solo eléctricamente, redefiniendo la magneto-óptica.

Las repercusiones tecnológicas de este refinamiento teórico son considerables, abriendo vías para el desarrollo de tecnologías ópticas y magnéticas avanzadas. Este entendimiento ampliado es crucial para campos emergentes como la espintrónica y potencialmente para el avance de la computación cuántica basada en espín. El hecho de que la contribución magnética alcance el 75% en longitudes de onda de 1,3 micras subraya que este factor estaba sistemáticamente subestimado en condiciones específicas.

Este trabajo, que utiliza la ecuación LLG para modelar la dinámica de espines, también establece una no reciprocidad entre el efecto Faraday directo y el inverso, sugiriendo que ambos fenómenos no comparten la misma constante de Verdet, como se asumía bajo la teoría clásica formulada en la década de 1960. La investigación profundiza la interrelación entre el electromagnetismo y la luz, revelando una capa magnética funcional dentro de la onda luminosa, lo que sienta las bases para una nueva generación de dispositivos magneto-ópticos y de control magnético asistido por luz láser.