Durante quase dois séculos, a ligação entre a luz, o magnetismo e os materiais foi compreendida através do efeito Faraday — um fenómeno observado pela primeira vez por Michael Faraday em 1845. Novas pesquisas sugerem agora que esta relação tem mais nuances do que se pensava anteriormente, com a componente magnética da luz a desempenhar um papel surpreendentemente significativo na forma como interage com certos materiais.
O efeito Faraday original: uma visão histórica
Faraday descobriu que quando a luz passa através de certas substâncias (como vidro misturado com ácido bóraco e óxido de chumbo) enquanto exposta a um campo magnético, sua polarização gira. A explicação estabelecida sustentava que esta rotação ocorria devido à interação entre o campo magnético, as cargas elétricas dentro do material e o componente elétrico da própria luz.
A suposição era que o componente magnético da luz tinha pouco ou nenhum efeito. Este tem sido o modelo aceito há quase dois séculos.
Novas descobertas: o componente magnético avança
Os investigadores Amir Capua e Benjamin Assouline, da Universidade Hebraica de Jerusalém, desafiaram esta suposição de longa data. Os seus cálculos demonstram que, sob condições específicas, a componente magnética da luz interage com os materiais, sendo potencialmente responsável por uma parte substancial do efeito Faraday observado.
A chave está na polarização da luz. Quando a luz é polarizada circularmente – ou seja, seu campo magnético gira como um saca-rolhas – ela interage mais fortemente com os spins magnéticos de certos materiais.
Granada de térbio e gálio (TGG): um estudo de caso revelador
Os investigadores descobriram que, ao repetir a experiência de Faraday utilizando granada de térbio e gálio (TGG), um material magnético, a interação magnética poderia ser responsável por 17% do efeito com luz visível e até 70% com luz infravermelha. Isto sugere que, em alguns materiais, a componente magnética da influência da luz está longe de ser desprezível.
Isto não foi investigado anteriormente porque as forças magnéticas dentro de materiais como o vidro de Faraday são relativamente fracas em comparação com as forças elétricas. Além disso, os spins nesses materiais nem sempre se alinham com o componente magnético da luz. Mas a luz circularmente polarizada muda esta dinâmica.
Implicações e aplicações futuras
Igor Rozhansky, físico da Universidade de Manchester, confirma que os cálculos são convincentes e justificam mais verificações experimentais. As descobertas abrem novos caminhos para a manipulação de spins dentro de materiais, levando potencialmente a avanços em tecnologias como sensores baseados em spin e discos rígidos.
A capacidade de controlar rotações magnéticas usando luz pode revolucionar o armazenamento de dados e as tecnologias de detecção.
Concluindo, a relação entre luz e magnetismo, primeiramente iluminada por Faraday, revela-se agora ainda mais complexa do que se entendia anteriormente. O componente magnético da luz, há muito considerado insignificante, pode ser a chave para a manipulação de materiais a um nível fundamental, anunciando uma nova era de tecnologias baseadas em spin.
