近日，一项最新的研究证明了光与磁存在至今为止未被发现的关系，这一发现将为未来诞生超快光控存储技术和创造性的光磁传感器技术提供有效的路径，有可能将彻底改变设备的制造方式以及跨多部门存储数据的方式。
图片来源：耶路撒冷希伯来大学
该研究来自耶路撒冷希伯来大学应用物理和电气工程研究所自旋电子学实验室教授兼主任阿米尔·卡普阿的研究团队。这项研究揭露了激光束操纵固体磁态的过程，意味着人类人类对光和磁性材料之间相互作用的理解发生了范式转变。
（范式转变：是一种深层次的变革，它涉及到思维模式、价值观和认知方式的根本转变。就像科学领域中的理论框架或理论体系的改变一样，范式转变意味着对事物理解的重新审视和描述方式的更新。它要求我们从根本上重新评估现有的观念、理论和实践，进而推动整个领域的发展。）
光与磁共舞的世界
众所周知，光与磁看似截然不同的两种物理现象，实则紧密相连。光，那无形无迹的能量之源，可以瞬间穿越万里；而磁，那神秘的力量场，能够引导物体定向移动。它们之间的互动，就如同舞者之间的默契配合，无声无息，却又充满力量。
光，具有波粒二象性，既能以光速前进，又能传递能量。而磁，则是电子围绕原子核旋转时产生的力场。但当光遇到磁，奇妙的事情就发生了。光能够引发磁的反应，磁也能影响光的传播。它们之间仿佛有一根无形的纽带，互相影响，互相作用。
这种相互作用，在微观世界中更为显著。当光子遇到磁子，两者之间会产生一种奇特的共鸣。这种共鸣并非简单的能量交换，而是更深层次的互相渗透、互相融合。它们共同构建了一个复杂而有序的电磁场，让宇宙万物得以联系在一起。
这种联系，不仅存在于微观世界，也扩展到宏观世界。在我们的生活中，光与磁的应用无处不在。从指南针到手机，从电视到电脑，背后都离不开光与磁的相互作用。它们让信息得以传递，让世界得以运转。
快速振荡的光波操纵磁铁的能力
重新定义基本的物理相互作用
让人意想不到的是此次新的研究重新定义了对光与磁相互作用的理解，是人类对光磁动力学理解的重大飞跃。
一直以来，缘于磁体响应比光辐射慢，光中的磁性成分通常会被忽视，研究团队通过这一发现揭示了一个新的理论：快速振荡的光波磁性成分操纵磁铁的能力重新定义了基本的物理相互作用。此前，当磁性材料和光辐射处于完全平衡状态时，两者之间是确认存在相互作用的。但是至今为止，对于光辐射和非平衡磁性材料之间的关系只要非常简短的描述
据了解，研究团队声称：磁性材料的振幅、频率和能量吸收之间存在一种简单的数学关系，可以描述相互作用的强度。通过利用量子计算和量子光学界已经确立但自旋电子学和磁学界尚未确立的原理，得出这一认识＂
量子计算和量子光学的基本原理，就是利用量子力学中的特性和规律，来进行信息处理和传递的一种新的方式。这种新的方式，可以帮助我们实现更高效、更强大的信息处理和计算能力，也可以帮助我们更好地理解和利用光的行为。
在量子计算中，我们使用量子比特作为计算的基本单位，它具有一种特殊的能力，就是可以同时处于0和1这两种状态，这被称为叠加态。通过利用这种叠加态的特性，我们可以进行更高效、更强大的信息处理和计算。
而在量子光学中，我们研究光在量子层面的行为和性质。比如光的粒子性、光的干涉和衍射等现象，都可以用量子力学的语言来描述。通过这些研究，我们可以更好地理解光的行为，并利用这种理解来开发新的技术和应用。
因此研究团队利用量子物理学的概念，研究了磁性材料中的非平衡状态，同时证明了磁体可以在短时间尺度上对光做出反应的基本思想。对于足够强的超短激光脉冲，磁化可以在光学周期内做出反应，因此只需考虑 LLG 方程（LLG方程是描述磁体动力学行为的基本方程，被广泛应用于磁学、电磁学等领域。）中的光学磁场，就能实现对磁化的光学控制。
这一结论具有重大的革命意义，为光控高速存储技术（特别是磁阻随机存取存储器（MRAM））和创新光学传感器的开发铺平了道路。