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以色列希伯來大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在19日出版的《科學(xué)報(bào)告》雜志發(fā)表論文，首次揭示了光的磁場(chǎng)在法拉第效應(yīng)中扮演著直接角色。這一發(fā)現(xiàn)打破了180年來科學(xué)界認(rèn)為法拉第效應(yīng)中“只有光的電場(chǎng)才重要”的傳統(tǒng)認(rèn)知。

研究首次從理論層面證實(shí)：光的振蕩磁場(chǎng)直接參與了法拉第效應(yīng)的形成，表明光不僅能照亮物質(zhì)，還能通過其磁性對(duì)物質(zhì)產(chǎn)生影響。這一突破性發(fā)現(xiàn)為光學(xué)、自旋電子學(xué)及量子技術(shù)的發(fā)展開辟了新路徑。

法拉第效應(yīng)是指光在通過處于恒定磁場(chǎng)中的物質(zhì)時(shí)，其偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。自1845年英國(guó)科學(xué)家邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)該效應(yīng)以來，科學(xué)界一直將其歸因于光的電場(chǎng)與物質(zhì)內(nèi)部電荷的相互作用。而新研究指出，長(zhǎng)期以來被忽視的光的磁場(chǎng)，其實(shí)對(duì)這一效應(yīng)產(chǎn)生了直接且可測(cè)量的貢獻(xiàn)。

團(tuán)隊(duì)運(yùn)用描述磁系統(tǒng)中自旋運(yùn)動(dòng)的朗道-利夫希茲-吉爾伯特方程進(jìn)行精密計(jì)算，發(fā)現(xiàn)光的磁場(chǎng)能夠在材料內(nèi)部誘發(fā)磁矩，其作用方式類似于靜磁場(chǎng)。

計(jì)算預(yù)測(cè)結(jié)果表明，若使用磁性材料鉺鎵石榴石重復(fù)法拉第實(shí)驗(yàn)，光的磁性作用對(duì)可見光穿過材料所產(chǎn)生的法拉第效應(yīng)貢獻(xiàn)可達(dá)17%；若使用紅外光，這一比例可高達(dá)70%。這一結(jié)果說明光與物質(zhì)的“對(duì)話”不僅通過電場(chǎng)進(jìn)行，其磁場(chǎng)也是一個(gè)不可忽視的媒介，只是長(zhǎng)期以來未被充分認(rèn)識(shí)。

英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家伊戈?duì)枴ち_詹斯基評(píng)價(jià)稱，該計(jì)算結(jié)果具有說服力，值得通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。法拉第效應(yīng)中這一曾被忽略的磁性成分，或許能為科學(xué)家調(diào)控材料內(nèi)部自旋提供新方法。