Oleh TPS • 19 November 2025
Yerusalem, 19 November 2025 (TPS-IL) — Sebuah studi baru asal Israel menunjukkan bahwa cahaya dapat secara langsung memengaruhi material di dalam medan magnet dengan cara yang telah lama diabaikan oleh para ilmuwan, sebuah temuan yang dapat memengaruhi teknologi mulai dari komunikasi serat optik hingga komputasi tingkat lanjut, demikian diumumkan oleh Universitas Ibrani Yerusalem pada hari Rabu. The Press Service of Israel berbicara dengan peneliti utama studi tersebut, Dr. Amir Capua, dan Profesor Gadi Eisenstein, seorang pakar independen, mengenai implikasi dari studi tersebut.
Temuan ini dapat memengaruhi teknologi yang mengandalkan kontrol cahaya yang presisi. Jaringan serat optik dan laser mungkin akan mengalami peningkatan kecepatan dan keandalan sinyal, sementara spintronika dapat menggunakan pengaruh magnet cahaya untuk memanipulasi putaran elektron dengan lebih efisien. Penelitian ini juga dapat meningkatkan sensor medan magnet dan instrumen presisi lainnya. Studi ini juga mengarah pada kemajuan di masa depan dalam teknologi kuantum dan penelitian material.
Selama hampir dua abad, para ilmuwan meyakini bahwa mereka memahami salah satu interaksi paling sederhana dalam fisika: apa yang terjadi ketika cahaya melewati material yang ditempatkan di dalam medan magnet. Ditemukan pada tahun 1845 oleh ilmuwan Inggris Michael Faraday, efek ini menjadi landasan optik, yang banyak diajarkan dan digunakan dalam berbagai teknologi.
Studi baru yang diterbitkan dalam jurnal Nature’s Scientific Reports yang telah melalui penelaahan sejawat ini menunjukkan bahwa pemahaman yang telah lama dipegang ini mungkin tidak lengkap. Para peneliti melaporkan bahwa medan magnet cahaya — yang selama ini dianggap terlalu lemah untuk diperhitungkan — memegang peran langsung dan terukur. Analisis mereka menunjukkan bahwa cahaya tidak sekadar menerangi materi; cahaya dapat memberikan pengaruh magnet pada materi tersebut.
Secara sederhana, ketika cahaya melewati material tertentu di dalam medan magnet, orientasinya — polarisasinya — berputar. Hal ini sering kali disamakan dengan menyorbkan seberkas sinar melalui sepotong kaca yang secara perlahan memutar cahaya saat muncul. Selama bergenerasi-generasi, para ilmuwan mengaitkan rotasi ini semata-mata pada interaksi antara medan listrik cahaya dan muatan listrik di dalam material. Komponen magnetik, yang dianggap lebih lemah, sebagian besar diabaikan.
“Hal itu diperlakukan seperti kebisingan latar belakang,” kata Dr. Capua, dari Institut Teknik Elektro dan Fisika Terapan Universitas Ibrani, kepada TPS-IL. Ia memimpin penelitian tersebut bersama kandidat doktor Benjamin Assouline.
Temuan mereka menggambarkan situasi yang berbeda. Menggunakan perhitungan dinamika spin tingkat lanjut — persamaan yang menggambarkan pergerakan momen magnetik kecil di dalam material — tim tersebut menunjukkan bahwa medan magnet cahaya dapat bekerja pada momen-momen tersebut seperti magnet terapan. Pada praktiknya, cahaya bertindak seperti medan magnet yang berosilasi cepat.
“Ternyata medan magnet dalam cahaya sama sekali tidak pasif,” jelas Dr. Capua kepada TPS-IL. “Medan magnet tersebut berkontribusi secara langsung pada Efek Faraday — dan dalam beberapa kasus cukup signifikan.”
Para peneliti meneliti efek tersebut pada TGG, sebuah kristal yang biasa digunakan dalam perangkat optik. Perhitungan mereka menunjukkan bahwa pada panjang gelombang tampak, medan magnet cahaya menyumbang sekitar 17% dari efek tersebut. Pada inframerah, angka ini meningkat menjadi sekitar 70%. Untuk proses yang sebelumnya diasumsikan sepenuhnya bersifat elektrik, angka-angka tersebut layak untuk dicermati lebih dekat. TGG, atau terbium galium garnet, adalah kristal yang banyak digunakan dalam telekomunikasi dan sistem serat optik karena secara efisien memutar polarisasi cahaya, menjadikannya ideal untuk mengontrol sinyal pada laser, isolator, dan perangkat optik lainnya.
Meskipun pekerjaan ini masih bersifat teoretis, implikasinya bisa sangat luas. Efek tersebut berperan dalam komunikasi serat optik, laser, sensor, dan alat pengukuran medan magnet. Jika komponen magnet cahaya memengaruhi material lebih kuat dari yang diasumsikan, perangkat optik di masa depan dapat beroperasi dengan prinsip yang berbeda atau dengan presisi yang ditingkatkan.
Spintronika, yang menggunakan putaran elektron alih-alih muatan untuk menyimpan dan memproses informasi, dapat mengambil manfaat dari kontrol yang lebih cepat dan lebih efisien. “Apa yang disarankan oleh penemuan ini adalah bahwa Anda dapat mengontrol informasi magnetik secara langsung dengan cahaya,” kata Assouline.
Cahaya dapat mengontrol bit kuantum berbasis spin secara lebih presisi, meningkatkan komputasi dan penginderaan kuantum, sementara efek magnetiknya pada material dapat menginspirasi perangkat optik baru dan material yang direkayasa.
Profesor Gadi Eisenstein dari Departemen Teknik Elektro dan Komputer di Technion – Institut Teknologi Israel, yang tidak terlibat dalam studi tersebut, mengatakan kepada TPS-IL bahwa pekerjaan tersebut memunculkan pertanyaan-pertanyaan penting. “Ini adalah studi yang patut dicatat. Tidak seorang pun pernah mendekatinya dengan cara ini. Ada potensi penerapan dalam penelitian material, detektor, pencitraan, perangkat komunikasi. Cakupannya luas. Akan menarik untuk melihat bagaimana hal ini berkembang.”
Jika cahaya dapat bertindak sebagai magnet—bahkan secara halus—hal itu mungkin mengarah pada interaksi cahaya-materi tambahan yang belum dieksplorasi. “Cahaya adalah salah satu alat paling mendasar yang kita miliki,” kata Dr. Capua kepada TPS-IL. “Memahami bahwa cahaya dapat secara magnetis memengaruhi materi dengan cara yang tidak kita perhitungkan menunjukkan bahwa masih banyak hal yang belum terungkap.”
