科学家近期发现，电磁波穿过材料时会与其自身磁分量发生相互作用，这更新了一个180年的假设——此前仅认为光仅与电场相互作用。法拉第效应（FE）由迈克尔·法拉第于1845年首次描述，是磁与光波相互作用的早期证据之一：透明材料在磁场中时，穿过它的光束偏振方向会改变">科学家近期发现，电磁波穿过材料时会与其自身磁分量发生相互作用，这更新了一个180年的假设——此前仅认为光仅与电场相互作用。法拉第效应（FE）由迈克尔·法拉第于1845年首次描述，是磁与光波相互作用的早期证据之一：透明材料在磁场中时，穿过它的光束偏振方向会改变">科学家近期发现，电磁波穿过材料时会与其自身磁分量发生相互作用，这更新了一个180年的假设——此前仅认为光仅与电场相互作用。法拉第效应（FE）由迈克尔·法拉第于1845年首次描述，是磁与光波相互作用的早期证据之一：透明材料在磁场中时，穿过它的光束偏振方向会改变。
光分为非偏振光和偏振光：非偏振光的电磁振荡沿传播平面的多个垂直方向进行；偏振光则沿单一方向有序振荡。长期以来，人们认为法拉第效应对偏振的影响仅源于光的电场分量与材料磁性及外加磁场的相互作用。
去年，耶路撒冷希伯来大学团队实验证明，在逆法拉第效应中（光的偏振在材料中产生磁矩），光的磁分量存在微妙但明确的影响。新研究结合实验结果与朗道-里夫希茨-吉尔伯特方程（描述固体磁动力学）的计算，验证该相互作用是否存在于法拉第效应本身。
研究以铽镓石榴石（可磁化晶体，常用于光纤和电信技术）模型为基础计算，发现光的磁场在可见光波段贡献约17%的法拉第效应，红外波段贡献约70%——远非此前假设的可忽略。因此，法拉第效应受光的电场和磁场共同影响。
物理学家阿米尔·卡普阿解释：光不仅照亮物质，还产生磁影响；静态磁场扭曲光，光则揭示材料磁特性。光的磁分量具有一阶效应，在过程中十分活跃。该相互作用通过电子自旋实现（非电荷），每个电子都有电荷和自旋。
卡普阿指出：电子自旋可视为绕轴旋转的微小电荷（类似陀螺）。要改变其自旋轴方向，磁场需“旋转”（即圆偏振）。电场对电荷施加线性力，圆偏振磁场则对自旋施加力矩，形成平衡图景。
这一发现可推动光与物质的精确控制，助力传感、存储和计算进步（如量子比特的高精度控制）。自旋电子学利用自旋处理信息，本发现表明可直接用光控制磁信息。即使成熟模型也可能藏有未知特性，该研究发表于《科学报告》。