Durante casi dos siglos, la conexión entre la luz, el magnetismo y los materiales se ha entendido a través del efecto Faraday, un fenómeno observado por primera vez por Michael Faraday en 1845. Una nueva investigación ahora sugiere que esta relación tiene más matices de lo que se creía anteriormente, y que el componente magnético de la luz desempeña un papel sorprendentemente significativo en la forma en que interactúa con ciertos materiales.
El efecto Faraday original: una descripción histórica
Faraday descubrió que cuando la luz pasa a través de ciertas sustancias (como vidrio con ácido bórico y óxido de plomo) mientras se expone a un campo magnético, su polarización gira. La explicación establecida sostenía que esta rotación se producía debido a la interacción entre el campo magnético, las cargas eléctricas dentro del material y el componente eléctrico de la propia luz.
Se suponía que el componente magnético de la luz tenía poco o ningún efecto. Este ha sido el modelo aceptado durante casi dos siglos.
Nuevos hallazgos: el componente magnético da un paso adelante
Los investigadores Amir Capua y Benjamin Assouline de la Universidad Hebrea de Jerusalén han cuestionado esta suposición arraigada desde hace mucho tiempo. Sus cálculos demuestran que, en condiciones específicas, el componente magnético de la luz interactúa con los materiales, lo que podría explicar una parte sustancial del efecto Faraday observado.
La clave está en la polarización de la luz. Cuando la luz está polarizada circularmente, es decir, su campo magnético gira en espiral como un sacacorchos, interactúa más fuertemente con los espines magnéticos dentro de ciertos materiales.
Granate de terbio y galio (TGG): un estudio de caso revelador
Los investigadores descubrieron que al repetir el experimento de Faraday utilizando Terbium Gallium Garnet (TGG), un material magnético, la interacción magnética podría representar 17% del efecto con luz visible y hasta 70% con luz infrarroja. Esto sugiere que en algunos materiales, el componente magnético de la influencia de la luz está lejos de ser insignificante.
Esto no se había investigado previamente porque las fuerzas magnéticas dentro de materiales como el vidrio de Faraday son relativamente débiles en comparación con las fuerzas eléctricas. Además, los espines de estos materiales no siempre se alinean con el componente magnético de la luz. Pero la luz polarizada circularmente cambia esta dinámica.
Implicaciones y aplicaciones futuras
Igor Rozhansky, físico de la Universidad de Manchester, confirma que los cálculos son convincentes y justifican una mayor verificación experimental. Los hallazgos abren nuevas vías para manipular los espines dentro de los materiales, lo que podría conducir a avances en tecnologías como los sensores basados en espines y los discos duros.
La capacidad de controlar los espines magnéticos utilizando la luz podría revolucionar las tecnologías de detección y almacenamiento de datos.
En conclusión, la relación entre la luz y el magnetismo, iluminada por primera vez por Faraday, ahora se revela aún más intrincada de lo que se pensaba anteriormente. El componente magnético de la luz, descartado durante mucho tiempo como insignificante, puede ser la clave para manipular materiales a un nivel fundamental, presagiando una nueva era de tecnologías basadas en el espín.
