A Luz Escondeu um Segredo Magnético por Quase Duas Séculas
Pesquisadores da Universidade Hebraica de Jerusalém descobriram que a componente magnética da luz desempenha um papel direto no Efeito Faraday, rebatendo a crença de 180 anos de que apenas o campo elétrico da luz estava envolvido. O trabalho deles mostra que a luz pode exercer influência magnética sobre a matéria, e não apenas iluminá-la. Essa…
Pesquisadores da Universidade Hebraica de Jerusalém descobriram que a componente magnética da luz desempenha um papel direto no Efeito Faraday, rebatendo a crença de 180 anos de que apenas o campo elétrico da luz estava envolvido. O trabalho deles mostra que a luz pode exercer influência magnética sobre a matéria, e não apenas iluminá-la. Essa descoberta pode apoiar avanços em óptica, spintrônica e nas tecnologias quânticas emergentes.
Os resultados da equipe, publicados nos Scientific Reports da Nature, mostram que a parte magnética da luz, e não apenas a elétrica, tem uma influência significativa e mensurável sobre como a luz interage com os materiais. Esse resultado contradiz uma explicação científica que moldou a compreensão do Efeito Faraday desde o século dezenove.
O estudo, liderado pelo Dr. Amir Capua e Benjamin Assouline do Instituto de Engenharia Elétrica e Física Aplicada da universidade, oferece a primeira evidência teórica de que o campo magnético oscilante da luz contribui diretamente para o Efeito Faraday. Esse efeito descreve como a polarização da luz se rotaciona ao passar por um material colocado em um campo magnético constante.
Como a Luz e o Magnetismo Interagem
“De forma simples, é uma interação entre luz e magnetismo”, diz Dr. Capua. “O campo magnético estático ‘torce’ a luz, e a luz, por sua vez, revela as propriedades magnéticas do material. O que descobrimos é que a parte magnética da luz tem um efeito de primeira ordem, e é surpreendentemente ativa nesse processo.”
Durante quase dois séculos, os cientistas atribuíram o Efeito Faraday exclusivamente ao campo elétrico da luz interagindo com cargas elétricas na matéria. O novo estudo mostra que o campo magnético da luz também desempenha um papel direto ao interagir com spins atômicos, uma contribuição que se assumia há muito tempo como insignificante.
Calculando a Contribuição Magnética
Usando cálculos avançados informados pela equação de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG), que descreve como os spins se comportam em materiais magnéticos, os pesquisadores demonstraram que o campo magnético da luz pode gerar torque magnético dentro de um material de maneira semelhante a um campo magnético estático. Capua explica: “Em outras palavras, a luz não apenas ilumina a matéria; ela a influencia magneticamente.”
Para medir a extensão dessa influência, a equipe aplicou seu modelo teórico ao Garnet de Gálio de Térbio (TGG), um cristal comumente utilizado para estudar o Efeito Faraday. Sua análise revelou que a componente magnética da luz é responsável por cerca de 17% da rotação observada no espectro visível e até 70% no infravermelho.
Novos Caminhos para Tecnologias Futuras
“Nossos resultados mostram que a luz ‘se comunica’ com a matéria não apenas por meio de seu campo elétrico, mas também através de seu campo magnético, uma componente que foi amplamente ignorada até agora”, diz Benjamin Assouline.
Os pesquisadores observam que essa compreensão revisada do comportamento magnético da luz pode abrir portas para inovações em armazenamento de dados ópticos, spintrônica e controle magnético utilizando luz. O trabalho pode também contribuir para futuros desenvolvimentos em computação quântica baseada em spins.
