Op 26 november 2025 hebben onderzoekers van de Hebreeuwse Universiteit in Israël een baanbrekende studie gepubliceerd in Scientific Reports, getiteld “Faraday effects emerging from the optical magnetic field”. Deze studie daagt een tot nu toe 180 jaar oude theorie over de relatie tussen licht en magnetisme uit door aan te tonen dat de magnetische component van licht een cruciale rol speelt in de interactie met materie.
Het verhaal begint in 1845, toen de natuurkundige Michael Faraday een experiment uitvoerde met glas dat silicum, boorzuur en loodoxide bevatte. Door een magnetisch veld aan te leggen en licht door het glas te laten schijnen, ontdekte hij dat de polarisatie van het licht veranderde. Dit fenomeen, waarbij de vlakken van polarizatie van licht op een bepaalde manier roteren bij interactie met magnetische velden, staat nu bekend als de “Faraday-effect”.
Gedurende bijna twee eeuwen werd aangenomen dat dit effect het resultaat was van de interactie tussen de elektrische component van licht en de elektrische ladingen in materie, waarbij de magnetische component vaak werd genegeerd of als irrelevant werd beschouwd.
De onderzoeksteams kwamen tot de ontdekking dat wanneer de magnetische component van licht cirkelvormig gepolariseerd is, deze significant kan interageren met de magnetische spinkarakteristieken van het glas. Dit leidde hen tot het gebruik van de “Landau-Lifshitz-Gilbert” (LLG) vergelijking om de beweging van spins in magnetische systemen te berekenen.
Uit hun berekeningen bleek dat wanneer Faraday’s experiment zou worden uitgevoerd met “terbium-gallium-garneet” (TGG), een magnetisch materiaal, de magnetische interactie verantwoordelijk kan zijn voor ongeveer 17,5% van het Faraday-effect wanneer zichtbaar licht (800 nanometer) door het materiaal gaat. Bij het gebruik van infrarood licht (1,3 micrometer) zou dit percentage zelfs kunnen oplopen tot maximaal 75%.
Deze ontdekking biedt een vernieuwend inzicht in de interactie tussen licht en magnetisme. Hoewel de effecten van de magnetische component van licht kleiner zijn dan die van de elektrische component, zijn ze niet te negeren. Voor een volledig begrip van deze fenomenen is het essentieel om beide effecten in overweging te nemen.
