据 meiguo.com 于 2025 年 11 月 20 日收到的消息 ‣ 耶路撒冷希伯来大学研究团队发现,光的磁场成分在与物质相互作用中扮演直接且可量化的角色,这一发现挑战了自1845年迈克尔·法拉第发现法拉第效应以来近180年的物理学基本假设。研究发表在《自然》杂志子刊《科学报告》,数据显示在可见光中磁场贡献约占偏振旋转的17%,在红外光谱中比例高达70%。

传统理论认为法拉第效应完全由光电场与材料电荷作用产生,磁场成分可忽略。但希伯来大学团队通过先进计算模型证明,磁场贡献不仅存在,且在多数情况下占主导。他们首次从微观机制证明光振荡磁场能直接与材料自旋相互作用,类似静态磁场影响磁性材料。
实验选用铽镓石榴石晶体验证理论。该晶体在光学实验中广泛应用,性质稳定便于控制。分析结果表明磁场贡献随光波长显著变化,可见光范围17%已远超“可忽略”范畴,红外区域更达70%。

研究人员解释,光与磁存在“双向”相互作用,光不仅能照亮物质,还能以磁性方式影响物质。这一发现为自旋电子学、光数据存储和量子计算技术开辟新路径。例如,光磁相互作用可能实现更精确的电子自旋控制,提升数据存储密度与速度,为量子计算提供更稳定的量子比特操控方法。
该研究促使物理学界重新评估基础理论,许多光学现象需在新框架下重新解释。它也凸显计算方法在理论物理中的关键作用,为科学教育提供新视角,提醒成熟理论仍需持续审视。
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