اكتشاف نوع جديد من المغناطيس باستخدام تقنيات بصرية متقدمة

تمكن فريق بحثي ياباني من كشف الخصائص المغناطيسية والآليات الكامنة وراء نوع جديد من المغناطيس باستخدام تقنيات بصرية متقدمة، في دراسة نُشرت أخيرا في مجلة “فيزيكال ريفيو ريسيرش”.

وتَركَّز البحث على بلورة عضوية يُعتقد أنها مرشحة واعدة لفئة جديدة من المواد المغناطيسية تُعرف باسم “المغناطيسات البديلة”، وهي فئة ثالثة مقترحة حديثا تختلف عن المغناطيسات التقليدية مثل “المغناطيسات الحديدية” و”المغناطيسات المضادة”، إذ تُظهر سلوكا مغناطيسيا فريدا لا يقوم على الاستقطاب الصافي.

وقال البروفيسور المشارك ساتوشي إغوتشي، من معهد أبحاث المواد بجامعة توهوكو “على عكس المغناطيسات التقليدية التي يجذب بعضها بعضا، لا تمتلك المغناطيسات البديلة مغنطة صافية، لكنها تستطيع التأثير في استقطاب الضوء المنعكس، مما يجعل دراستها صعبة بالطرق البصرية المعتادة”.

وللتغلب على هذا التحدي، طبَّق الفريق البحثي صيغة عامة جديدة لانعكاس الضوء على البلورة العضوية، وهي صيغة مستمدة من معادلات ماكسويل، وتتيح دراسة مواد منخفضة التناظر البلوري مثل المركب العضوي المستخدم في التجربة “كابا – (بي إي دي تي – تي تي إف) تو – سي يو – إن سي إن تو – سي إل”.

وتمكن الباحثون عبر هذه الصيغة من تطوير أسلوب قياس بصري دقيق وتطبيقه على البلورة، إذ نجحوا في رصد تأثير كير المغناطو-بصري، واستخلاص طيف التوصيلية البصرية غير القطرية، الذي يوفر معلومات تفصيلية عن الخصائص المغناطيسية والإلكترونية للمادة.

وكشفت النتائج عن 3 سمات رئيسية:

• قمم حافة تشير إلى انقسام نطاقات اللف المغزلي.
• مكون حقيقي يرتبط بتشوه البلورة والتأثيرات الانضغاطية المغناطيسية.
• مكون تخيلي مرتبط بالتيارات الدورانية داخل المادة.

وتؤكد هذه النتائج الطبيعة “البديلة” للمغناطيس في البلورة العضوية، كما تبرهن على فعالية الطريقة البصرية الجديدة.

ويؤكد إغوتشي أن هذا البحث “يفتح الباب أمام استكشاف أشكال أوسع من المغناطيسية في مواد عضوية، ويضع الأساس لتطوير أجهزة مغناطيسية عالية الأداء قائمة على مواد خفيفة ومرنة في المستقبل”.