La Composante Magnétique de la Lumière Redéfinit l'Effet Faraday, Remettant en Cause 180 Ans de Physique

Une publication scientifique du 19 novembre 2025 dans la revue Scientific Reports établit une avancée théorique significative en physique fondamentale. Des chercheurs de l'Université Hébraïque de Jérusalem ont démontré que la composante magnétique inhérente à la lumière exerce une influence notable sur l'interaction lumière-matière, remettant en question une conviction scientifique établie depuis près de 180 ans.

Cette nouvelle recherche fournit la première preuve théorique que le champ magnétique oscillant de la lumière participe activement à l'effet Faraday en interagissant directement avec les spins magnétiques présents dans un matériau. L'effet Faraday, découvert par Michael Faraday en 1845, décrivait traditionnellement la rotation du plan de polarisation de la lumière lorsqu'elle traverse un milieu soumis à un champ magnétique statique. L'interprétation dominante, maintenue pendant près de deux siècles, attribuait cette rotation exclusivement à l'interaction du champ électrique de la lumière avec les charges du matériau.

Les travaux menés par le Dr Amir Capua et l'étudiant diplômé Benjamin Assouline, du Département de Génie Électrique et de Physique Appliquée de l'université, révèlent que la lumière communique avec la matière non seulement par son aspect électrique, mais aussi par une voie magnétique. La quantification de cette influence magnétique est précise: les données indiquent que le champ magnétique de la lumière est responsable d'environ 70 % de la rotation observée dans le spectre infrarouge lorsqu'il est appliqué à un matériau comme le Grenat de Terbium Gallium (TGG). Pour le même composé, cette contribution magnétique atteint environ 17 % dans le spectre visible.

Ces chiffres soulignent que le magnétisme de la lumière possède un effet du premier ordre dans le processus de Faraday, et non plus un rôle marginal. Cette réévaluation fondamentale des mécanismes d'interaction lumière-matière ouvre des perspectives technologiques dans les domaines de l'optique avancée et de la spintronique. La capacité à moduler ou à exploiter cette composante magnétique pourrait accélérer le développement de dispositifs optiques sophistiqués, potentiellement pour les télécommunications ou l'optique quantique.

La théorie de Maxwell, développée dans les années 1860 et 1870, avait établi que la lumière est une onde de champs électrique et magnétique couplés. Néanmoins, l'influence pratique du champ magnétique de la lumière, hormis dans des applications magnéto-optiques établies comme les isolateurs optiques, a été historiquement minimisée au profit de l'aspect électrique. Les travaux récents confirment que la lumière possède une composante magnétique qui mérite une exploration approfondie.

En conclusion, la démonstration théorique de l'implication directe du champ magnétique de la lumière dans la rotation de polarisation confirme que la lumière interagit magnétiquement avec les spins électroniques. Ce résultat issu de l'Université Hébraïque de Jérusalem représente un pivot conceptuel, invitant la communauté scientifique à réexaminer les modèles établis et à explorer les nouvelles frontières technologiques offertes par cette interaction magnéto-optique.