لقد ثبت خطأ افتراض 180 عامًا حول الضوء

أظهر بحث جديد أن الجزء المغناطيسي للضوء يشكل بشكل فعال كيفية تفاعل الضوء مع المادة، مما يتحدى اعتقادًا عمره 180 عامًا.

أثبت الفريق أن هذا المكون المغناطيسي يساهم بشكل كبير في تأثير فاراداي، حتى أنه يمثل ما يصل إلى 70% من الدوران في نطاق الأشعة تحت الحمراء. من خلال إثبات أن الضوء يمكنه عزم دوران المواد مغناطيسيًا، تفتح النتائج مسارات غير متوقعة للتقنيات البصرية والمغناطيسية المتقدمة.

الكشف عن القوة المغناطيسية الخفية للضوء

كشف باحثون في الجامعة العبرية في القدس عن دليل جديد على أن الجزء المغناطيسي من الضوء، وليس فقط مكونه الكهربائي، يلعب دورًا مهمًا ومباشرًا في طريقة تفاعل الضوء مع المواد. نتائجهم نشرت اليوم (19 نوفمبر) في التقارير العلمية، يشكك في تفسير طويل الأمد لتأثير فاراداي، وهي ظاهرة فيزيائية رئيسية تم وصفها لأول مرة منذ ما يقرب من قرنين من الزمان.

يقدم هذا العمل، الذي قاده الدكتور أمير كابوا وبنجامين أسولين من معهد الجامعة للهندسة الكهربائية والفيزياء التطبيقية، أول دليل نظري على أن المجال المغناطيسي المتذبذب داخل الضوء يشكل تأثير فاراداي بشكل فعال. يحدث هذا التأثير عندما يدور استقطاب الضوء أثناء تحركه عبر مادة موضوعة في مجال مغناطيسي ثابت.

تحدي 180 عامًا من افتراضات تأثير فاراداي

“بعبارات بسيطة، إنه تفاعل بين الضوء والمغناطيسية”، يوضح الدكتور كابوا. “يقوم المجال المغناطيسي الساكن بتحريف الضوء، والضوء بدوره يكشف الخصائص المغناطيسية للمادة. ما وجدناه هو أن الجزء المغناطيسي للضوء له تأثير من الدرجة الأولى، وهو نشط بشكل مدهش في هذه العملية.”

منذ أن حدد مايكل فاراداي هذا التأثير لأول مرة في عام 1845، أرجعه العلماء إلى حد كبير إلى المجال الكهربائي تفاعل الضوء مع الشحنات الكهربائية داخل المادة. وتظهر النتائج الجديدة أن المجال المغنطيسي ويلعب الضوء أيضًا دورًا مباشرًا وقابلاً للقياس في العملية من خلال تأثيره على الدورات المغزلية، وهي مساهمة كانت تعتبر منذ فترة طويلة ضئيلة.

المجال المغناطيسي للضوء يأخذ مركز الصدارة

من خلال الحسابات المتقدمة باستخدام معادلة Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG)، التي تصمم كيفية تصرف السبينات في المواد المغناطيسية، أثبت الباحثون أن المجال المغناطيسي للضوء يمكن أن يخلق عزم دوران مغناطيسي داخل المادة بنفس الطريقة التي يمكن أن يخلق بها المجال المغناطيسي الثابت. “بعبارة أخرى،” يوضح كابوا، “الضوء لا ينير المادة فحسب، بل يؤثر عليها مغناطيسيًا”.

لقياس قوة هذا التأثير، طبق الفريق نظريتهم على تيربيوم جاليوم جارنيت (TGG)، وهي بلورة شائعة الاستخدام لدراسة تأثير فاراداي. تشير نتائجهم إلى أن المجال المغناطيسي للضوء يساهم بحوالي 17% من الدوران المرئي في الطيف المرئي وبنسبة تصل إلى 70% في الأشعة تحت الحمراء.

يقول بنجامين أسولين: “تظهر نتائجنا أن الضوء لا يتحدث عن المادة من خلال مجاله الكهربائي فحسب، بل أيضًا من خلال مجاله المغناطيسي، وهو مكون تم تجاهله إلى حد كبير حتى الآن”.

إعادة تعريف “المحادثة” بين الضوء والمادة

ويشير هذا الاكتشاف إلى فرص جديدة في مجالات مثل البصريات والمغناطيسية، مع تطبيقات محتملة في مجال الإلكترونيات الدورانية، وتخزين البيانات البصرية، والتحكم المغناطيسي باستخدام الضوء. وقد يلعب أيضًا دورًا في تطوير تقنية الدوران المستقبلية الحوسبة الكمومية التقنيات.

المرجع: “تأثيرات فاراداي الناشئة عن المجال المغناطيسي البصري” 19 نوفمبر 2025، التقارير العلمية.
دوى: 10.1038/s41598-025-24492-9

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل, يكتشف، و أخبار.