Di TPS • 19 novembre 2025

Gerusalemme, 19 novembre 2025 (TPS-IL) — Un nuovo studio israeliano suggerisce che la luce possa influenzare direttamente i materiali in un campo magnetico in modi che gli scienziati avevano a lungo trascurato, una scoperta che potrebbe avere un impatto su tecnologie che vanno dalle comunicazioni in fibra ottica all’informatica avanzata, ha annunciato mercoledì l’Università Ebraica di Gerusalemme. Il Press Service of Israel ha parlato con il ricercatore principale dello studio, il Dr. Amir Capua, e con il Professor Gadi Eisenstein, un esperto esterno, riguardo alle implicazioni dello studio.

I risultati potrebbero influenzare le tecnologie che si basano su un controllo preciso della luce. Le reti in fibra ottica e i laser potrebbero vedere miglioramenti nella velocità e nell’affidabilità del segnale, mentre la spintronica potrebbe utilizzare l’influenza magnetica della luce per manipolare gli spin degli elettroni in modo più efficiente. La ricerca potrebbe anche migliorare i sensori di campo magnetico e altri strumenti di precisione. Lo studio indica anche futuri progressi nelle tecnologie quantistiche e nella ricerca sui materiali.

Per quasi due secoli, gli scienziati hanno creduto di comprendere una delle interazioni più semplici in fisica: cosa succede quando la luce attraversa un materiale posto all’interno di un campo magnetico. Scoperto nel 1845 dallo scienziato inglese Michael Faraday, questo effetto è diventato una pietra miliare dell’ottica, ampiamente insegnato e utilizzato in numerose tecnologie.

Il nuovo studio, pubblicato sulla rivista peer-reviewed Nature’s Scientific Reports, suggerisce che questa comprensione di lunga data potrebbe essere incompleta. I ricercatori riferiscono che il campo magnetico della luce — a lungo considerato troppo debole per avere importanza — svolge un ruolo diretto e misurabile. La loro analisi indica che la luce non si limita a illuminare la materia; può esercitare un’influenza magnetica su di essa.

In termini semplici, quando la luce attraversa determinati materiali in un campo magnetico, la sua orientazione — la sua polarizzazione — ruota. Questo viene spesso paragonato all’emissione di un raggio attraverso un pezzo di vetro che torce lentamente la luce mentre emerge. Per generazioni, gli scienziati hanno attribuito questa rotazione esclusivamente all’interazione tra il campo elettrico della luce e le cariche elettriche nel materiale. La componente magnetica, considerata più debole, è stata in gran parte scartata.

“Era trattata come rumore di fondo”, ha detto il Dr. Capua, dell’Istituto di Ingegneria Elettrica e Fisica Applicata dell’Università Ebraica, a TPS-IL. Ha guidato la ricerca con il candidato dottorando Benjamin Assouline.

I loro risultati dipingono un quadro diverso. Utilizzando calcoli avanzati di dinamica di spin — equazioni che descrivono il moto di minuscoli momenti magnetici all’interno dei materiali — il team ha dimostrato che il campo magnetico della luce può agire su questi momenti come un magnete applicato. In effetti, la luce si comporta come un campo magnetico oscillante rapidamente.

“Si scopre che il campo magnetico nella luce non è affatto passivo”, ha spiegato il Dr. Capua a TPS-IL. “Contribuisce direttamente all’Effetto Faraday — e in alcuni casi in modo piuttosto significativo.”

I ricercatori hanno esaminato l’effetto nel TGG, un cristallo comunemente utilizzato nei dispositivi ottici. I loro calcoli indicano che alle lunghezze d’onda visibili, il campo magnetico della luce rappresenta circa il 17% dell’effetto. Nell’infrarosso, questo sale a circa il 70%. Per un processo precedentemente ritenuto interamente elettrico, questi numeri meritano un’attenta valutazione. Il TGG, o granato di gallio di terbio, è un cristallo ampiamente utilizzato nelle telecomunicazioni e nei sistemi in fibra ottica perché ruota efficientemente la polarizzazione della luce, rendendolo ideale per controllare i segnali nei laser, negli isolatori e in altri dispositivi ottici.

Sebbene il lavoro rimanga teorico, le implicazioni potrebbero essere ampie. L’effetto gioca un ruolo nelle comunicazioni in fibra ottica, nei laser, nei sensori e negli strumenti di misurazione del campo magnetico. Se la componente magnetica della luce influenza i materiali più fortemente di quanto si presumesse, i futuri dispositivi ottici potrebbero operare secondo principi diversi o con precisione migliorata.

La spintronica, che utilizza gli spin degli elettroni anziché la carica per memorizzare ed elaborare informazioni, potrebbe beneficiare di un controllo più rapido ed efficiente. “Ciò che questa scoperta suggerisce è che si potrebbe controllare direttamente l’informazione magnetica con la luce”, ha detto Assouline.

La luce potrebbe controllare in modo più preciso i qubit basati sullo spin, migliorando il calcolo e il rilevamento quantistico, mentre il suo effetto magnetico sui materiali potrebbe ispirare nuovi dispositivi ottici e materiali ingegnerizzati.

Il Professor Gadi Eisenstein del Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica del Technion – Israel Institute of Technology, che non è stato coinvolto nello studio, ha dichiarato a TPS-IL che il lavoro solleva importanti questioni. “È uno studio degno di nota. Nessuno lo aveva affrontato in questo modo. Ci sono potenziali applicazioni nella ricerca sui materiali, nei rilevatori, nell’imaging, nei dispositivi di comunicazione. L’ambito è ampio. Sarà interessante vedere come si svilupperà.”

Se la luce può agire come un magnete — anche in modo sottile — potrebbe indicare ulteriori interazioni luce-materia ancora da esplorare. “La luce è uno degli strumenti più fondamentali che abbiamo”, ha detto il Dr. Capua a TPS-IL. “Capire che può influenzare magneticamente la materia in modi che non avevamo considerato suggerisce che c’è ancora altro da scoprire.”