Kudüs İbrani Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, ışığın manyetik bileşeninin Faraday etkisinde doğrudan bir rol oynaduğunu keşfederek, yalnızca ışığın elektrik alanının önemli olduğu yönündeki 180 yıllık bilimsel varsayımı çürüttüler. Scientific Reports dergisinde yayımlanan bu bulgular, ışığın maddeyi sadece aydınlatmakla kalmayıp, aynı zamanda manyetik olarak da etkileyebileceğini gösteriyor. Bu keşif, optik, spintronik ve kuantum teknolojilerinde yeni olanaklar sunuyor.
MANYETİZMA VE IŞIK ETKİLEŞİMİ
Kudüs İbrani Üniversitesi Elektrik Mühendisliği ve Uygulamalı Fizik Enstitüsü'nden Dr. Amir Capua ve Benjamin Assouline liderliğinde yürütülen çalışma, ışığın salınımlı manyetik alanının, ışığın sabit bir manyetik alana maruz kalan bir malzemeden geçerken polarizasyonunun döndüğü bir fenomen olan Faraday etkisine doğrudan katkıda bulunduğuna dair ilk teorik kanıtı sunuyor.
Dr. Capua, bu durumu, "Basitçe ifade etmek gerekirse, bu ışık ve manyetizma arasındaki bir etkileşimdir. Statik manyetik alan ışığı 'büker' ve ışık da karşılığında malzemenin manyetik özelliklerini ortaya çıkarır. Bulduğumuz şey, ışığın manyetik kısmının birinci dereceden bir etkiye sahip olduğu ve bu süreçte şaşırtıcı derecede aktif olduğu," şeklinde açıkladı.
GÖZ ARDI EDİLEN BİLEŞEN
1845 yılında İngiliz bilim insanı Michael Faraday tarafından keşfedildiğinden beri, bu etki geleneksel olarak ışığın elektrik alanı ile maddedeki elektrik yükleri arasındaki etkileşime atfedilmiştir. Ancak yeni araştırmalar, uzun süredir önemsiz olduğu düşünülen ışığın manyetik alanının, spinlerle etkileşime girerek bu etkiye doğrudan ve ölçülebilir bir katkıda bulunduğunu gösteriyor.
Landau–Lifshitz–Gilbert (LLG) denklemine dayalı ileri hesaplamalar kullanan araştırmacılar, ışığın manyetik alanının, tıpkı statik bir manyetik alan gibi, malzeme içinde manyetik bir tork üretebileceğini kanıtladı. Capua, "Başka bir deyişle, ışık sadece maddeyi aydınlatmakla kalmıyor, aynı zamanda onu manyetik olarak da etkiliyor," dedi.
KIZILÖTESİDE REKOR ETKİ
Ekip, bu etkiyi ölçmek için modellerini Faraday etkisini ölçmek için yaygın olarak kullanılan bir kristal olan Terbiyum Galyum Garnet'e (TGG) uyguladı. Hesaplamalar, ışığın manyetik alanının, görünür dalga boylarında gözlenen dönüşün yaklaşık %17'sini oluşturduğunu; kızılötesi aralıkta ise bu oranın %70'ine kadar çıktığını gösterdi.
Assouline, "Sonuçlarımız ışığın maddeyle yalnızca elektrik alanı aracılığıyla değil, aynı zamanda şimdiye kadar büyük ölçüde göz ardı edilen bir bileşen olan manyetik alanı aracılığıyla da 'konuştuğunu' gösteriyor," dedi. Bu keşif; spintronik, optik veri depolama ve ışık tabanlı manyetik kontrol uygulamaları da dahil olmak üzere optik ve manyetizma alanında yeni olanakların kapısını açıyor. Aynı zamanda gelecekteki spin tabanlı kuantum hesaplama teknolojilerine de katkıda bulunma potansiyeli taşıyor.
