Nghiên Cứu Mới Xác Định Vai Trò Từ Tính Của Ánh Sáng Trong Hiệu Ứng Faraday

Một công trình nghiên cứu lý thuyết, được công bố vào ngày 19 tháng 11 năm 2025 trên tạp chí Scientific Reports, đã đưa ra bằng chứng lý thuyết đầu tiên cho thấy thành phần từ tính của ánh sáng đóng vai trò chủ động trong tương tác ánh sáng-vật chất, thách thức quan niệm đã tồn tại gần hai thế kỷ trong vật lý.

Cốt lõi của phát hiện này là sự khẳng định rằng trường từ dao động trong ánh sáng có đóng góp đáng kể vào Hiệu ứng Faraday, trái ngược với các giả định trước đây vốn chỉ tập trung vào thành phần điện. Nghiên cứu được thực hiện bởi Tiến sĩ Amir Capua và nghiên cứu sinh Benjamin Assouline thuộc Khoa Kỹ thuật Điện và Vật lý Ứng dụng tại Đại học Hebrew of Jerusalem. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các tính toán dựa trên phương trình Landau-Lifshitz-Gilbert để định lượng mức độ ảnh hưởng này.

Kết quả tính toán cho thấy thành phần từ tính có thể chịu trách nhiệm cho tới 70% sự quay của mặt phẳng phân cực trong phổ hồng ngoại và khoảng 17% trong phổ ánh sáng khả kiến khi áp dụng trên vật liệu Terbium Gallium Garnet (TGG). Phát hiện này ngụ ý rằng ánh sáng "giao tiếp" với vật chất không chỉ bằng điện mà còn bằng từ trường, một thành phần đã bị bỏ qua trong các mô hình trước đây.

Hiệu ứng Faraday, được Michael Faraday khám phá vào năm 1845, mô tả sự quay của phân cực ánh sáng khi nó truyền qua một vật liệu đặt trong từ trường tĩnh. Việc làm sáng tỏ vai trò của thành phần từ tính của ánh sáng có thể là nền tảng cho các cải tiến trong công nghệ quang học và từ tính, mở ra các con đường ứng dụng trong lĩnh vực spintronics và điều khiển từ tính bằng ánh sáng.

Sự lượng hóa vai trò của thành phần từ tính này hàm ý rằng các diễn giải thực nghiệm trước đây có thể đã đánh giá thấp ảnh hưởng từ tính của ánh sáng. Hiểu biết mới này có tiềm năng thúc đẩy sự phát triển trong các lĩnh vực nhạy cảm như máy tính lượng tử dựa trên spin, nơi sự kiểm soát chính xác các spin từ tính là tối quan trọng, tương tự như cách định luật cảm ứng điện từ của Faraday đã đặt nền móng cho máy phát điện.