İşıq 180 İldir Gizlədilən Maqnit Sirrini Açıb: Faradey Effektinin Yeni Anlayışı

Qüds Yəhudi Universitetinin (Hebrew University of Jerusalem) tədqiqatçıları fizika sahəsində 180 illik təməl inancı dəyişdirən mühüm bir nəticə əldə ediblər. Onlar Faradey Effektində işığın yalnız elektrik sahəsinin deyil, həm də maqnit komponentinin birbaşa rol oynadığını aşkar ediblər. Ənənəvi olaraq, bu effektin yalnız işığın elektrik sahəsinin maddə ilə qarşılıqlı təsirindən qaynaqlandığı düşünülürdü. Yeni kəşf göstərir ki, işıq maddəni sadəcə işıqlandırmır, həm də ona maqnit təsiri göstərir. Bu yeni baxış optika, spintronika və inkişaf etməkdə olan kvant texnologiyaları üçün fərqli yollar açır.

Tədqiqatın nəticələri "Nature" jurnalının "Scientific Reports" nəşrində çap olunub. Elektrik Mühəndisliyi və Tətbiqi Fizika İnstitutundan Dr. Amir Kapua və Benjamin Assouline tərəfindən idarə olunan bu araşdırma, işığın rəqsi maqnit sahəsinin Faradey Effektinə birbaşa təsir etdiyinə dair ilk nəzəri sübutları təqdim edir. Faradey effekti, sabit bir maqnit sahəsinə yerləşdirilmiş materialdan keçərkən işığın polyarizasiyasının necə döndüyünü izah edir. Dr. Kapua izah edir ki, bu, sadə dildə işıq ilə maqnitizm arasında qarşılıqlı təsirdir. O əlavə edir ki, sabit maqnit sahəsi işığı "burur", işıq isə öz növbəsində materialın maqnit xüsusiyyətlərini ortaya çıxarır. Alimlər aşkar ediblər ki, işığın maqnit hissəsi bu prosesdə gözlənilmədən aktiv rol oynayır.

Uzun müddət ərzində alimlər Faradey Effektini tamamilə işığın elektrik sahəsinin maddədəki elektrik yükləri ilə qarşılıqlı əlaqəsinə bağlayırdılar. Yeni iş isə işığın maqnit sahəsinin atom spinləri ilə əlaqə quraraq birbaşa rol oynadığını göstərir – bu töhfə əvvəllər əhəmiyyətsiz hesab edilirdi. Tədqiqatçılar, maqnit materiallarında spinlərin davranışını təsvir edən Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) tənliyini əsas götürərək mürəkkəb hesablamalar apardılar. Bu hesablamalarla sübut edildi ki, işığın maqnit sahəsi, eynilə statik maqnit sahəsi kimi, material daxilində maqnit momenti (fırlanma qüvvəsi) yarada bilər. Kapuanın sözlərinə görə, bu, işığın maddəni sadəcə işıqlandırmadığını, həm də ona maqnit baxımından təsir etdiyini göstərir.

Bu təsirin miqyasını ölçmək üçün, komanda nəzəri model Terbium Qallium Qarnet (TQQ) kristalına tətbiq etdi. TQQ Faradey Effektini öyrənmək üçün geniş istifadə edilən bir kristaldır. Aparılan analiz göstərdi ki, görünən spektrdə müşahidə olunan fırlanmanın təxminən 17%-i, infraqırmızı spektrdə isə 70%-ə qədəri məhz işığın maqnit komponenti sayəsində baş verir. Benjamin Assouline bildirir ki, "Nəticələrimiz işığın maddə ilə təkcə elektrik sahəsi vasitəsilə deyil, indiyə qədər böyük ölçüdə nəzərdən qaçırılmış maqnit sahəsi vasitəsilə də 'əlaqə qurduğunu' göstərir." İşığın maqnit davranışına dair bu yenilənmiş anlayış optik məlumat saxlama, spintronika və işıqdan istifadə edərək maqnit idarəetməsi kimi sahələrdə yeni nailiyyətlərə imkan yarada bilər. Bu tədqiqat, spin əsaslı kvant hesablama sistemlərinin gələcək inkişafına da mühüm töhfə verə bilər.