Encabezado por el Dr. Amir Capua y Benjamin Assouline, este trabajo propone que la luz no solo ilumina y transporta energía, sino que también ejerce influencia magnética directa sobre la materia. Este descubrimiento cambia la forma en que comprendemos los fenómenos ópticos fundamentales y podría sentar las bases de nuevas tecnologías en óptica, spintrónica y computación cuántica.
Redescubriendo la interacción luz-materia
El Efecto Faraday, descubierto en 1845, describe el cambio en la polarización de la luz al atravesar ciertos materiales bajo un campo magnético constante. Hasta ahora, se atribuía este fenómeno exclusivamente a la interacción del campo eléctrico de la luz con las cargas eléctricas del material. La nueva investigación plantea que el campo magnético oscilante de la luz también tiene un papel protagónico, interactuando directamente con los espines atómicos del material.
Este hallazgo se fundamenta en cálculos teóricos precisos basados en la ecuación de Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG), una herramienta utilizada para describir el comportamiento de los espines en materiales magnéticos. A través de estos modelos, se demostró que la luz puede generar torques magnéticos comparables a los provocados por campos magnéticos estáticos.
Un cristal bajo la lupa: Terbium Gallium Garnet
Para cuantificar esta contribución magnética, los investigadores aplicaron su modelo teórico a un material conocido por sus propiedades ópticas: el Terbium Gallium Garnet (TGG). Este cristal es utilizado frecuentemente para estudiar el Efecto Faraday en entornos controlados. Al aplicarle el nuevo enfoque, descubrieron que el campo magnético de la luz explica hasta un 17% del giro de polarización en el espectro visible, y sorprendentemente, hasta un 70% en el infrarrojo.
Este nivel de influencia contradice completamente la suposición histórica de que el componente magnético era demasiado débil como para ser significativo. Se podría comparar con haber ignorado una pista vital en una investigación policial por considerarla irrelevante, solo para descubrir después que contenía la clave del caso.
Nuevos horizontes para la tecnología
El reconocimiento del rol activo del campo magnético de la luz abre posibilidades tecnológicas antes impensadas. Una de las más destacadas es su aplicación en dispositivos ópticos avanzados y en la manipulación de espines mediante luz, algo crucial en el desarrollo de la computación basada en espín. Al poder controlar el comportamiento magnético de un material con luz, se podrían diseñar sistemas de almacenamiento de datos y procesamiento mucho más eficientes, sin necesidad de imanes externos o corriente eléctrica directa.
También se abren puertas en el campo de la óptica cuántica, donde la manipulación precisa de estados cuánticos es fundamental. Si la luz puede influir en los espines de manera controlada, esto podría traducirse en nuevas formas de controlar qubits en computadoras cuánticas, utilizando luz en lugar de dispositivos electromagnéticos tradicionales.
Un cambio en la forma de ver la luz
Este descubrimiento también tiene implicaciones filosóficas sobre cómo entendemos la luz. Siempre se le ha visto como una mensajera que transporta energía y que nos permite ver el mundo. Ahora se revela también como una actora activa que interactúa con la materia, casi como una herramienta de comunicación entre partículas. La luz no solo revela, también modifica.
En palabras de los propios investigadores, la luz «habla con la materia» a través de su campo magnético, un lenguaje que la ciencia ignoró por generaciones. Reconocer esta conversación abre un nuevo capítulo en el estudio de la física de la luz y podría dar lugar a una generación de tecnologías más precisas, eficientes y versátiles.
☞ El artículo completo original de Natalia Polo lo puedes ver aquí
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