Pesquisadores descobriram uma conexão mais profunda entre luz e magnetismo do que Michael Faraday demonstrou em 1845. Novos cálculos mostram que o componente magnético da luz desempenha um papel significativo no efeito Faraday, desafiando suposições de longa data. Essa descoberta pode levar a avanços em tecnologias baseadas em spin.
Em 1845, o físico Michael Faraday realizou um experimento que forneceu a primeira evidência direta ligando o eletromagnetismo e a luz. Ele iluminou um pedaço de vidro misturado com ácido bórico e óxido de chumbo, imerso em um campo magnético. A luz emergiu com sua polarização reorientada, demonstrando o que agora é conhecido como o efeito Faraday.
Por 180 anos, os cientistas entenderam esse efeito como resultante da interação entre o campo magnético, cargas elétricas no material e o componente elétrico da luz — uma onda eletromagnética. Assumia-se que o componente magnético da luz não desempenhava nenhum papel efetivo. No entanto, Amir Capua e Benjamin Assouline na Hebrew University of Jerusalem em Israel mostraram que isso nem sempre é o caso.
“Há uma segunda parte da luz que agora entendemos que interage com materiais”, diz Capua. Anteriormente, os pesquisadores ignoraram isso devido à fraqueza relativa das forças magnéticas em materiais como o vidro de Faraday em comparação com as forças elétricas, e porque os spins quânticos em materiais magnetizados geralmente estão dessincronizados com o componente magnético da luz.
Capua e Assouline perceberam que, quando o componente magnético da luz está polarizado circularmente — em forma de redemoinho ou como um saca-rolhas — ele interage intensamente com os spins magnéticos do material. Eles notaram que o componente magnético da luz naturalmente consiste em várias ondas em forma de saca-rolhas.
Seus cálculos indicam que repetir o experimento de Faraday com Terbium Gallium Garnet (TGG) em vez de vidro mostraria que a interação magnética representa 17 por cento do efeito Faraday com luz visível, e até 70 por cento com luz infravermelha.
Igor Rozhansky na University of Manchester, no Reino Unido, descreve os cálculos como convincentes e sugere que eles poderiam permitir novas maneiras de manipular spins em materiais. Capua envisions aplicações em sensores baseados em spin e discos rígidos. Os achados foram publicados em Scientific Reports (DOI: 10.1038/s41598-025-24492-9).