Ученые объяснили влияние закрученного света на спин электронов
Для доказательства этого утверждения, два автора статьи [1] совместно с группой теоретиков из университета Уппсалы (Швеция) и университета Париж-Сакле (Франция) рассмотрели вывод предсказанного взаимодействия из уравнения Дирака – фундаментального уравнения квантовой физики, описывающего движение электрона с учетом наличия у него спина, а также релятивистских эффектов. Этот вывод был опубликован в новой статье [2].
Оказалось, что связь между орбитальным моментом света и спином электрона, которые авторы называют орбитальным магнитоэлектрическим, во многом аналогична хорошо известному в атомной физике спин-орбитальному взаимодействию – также имеет чисто релятивистский характер, но не требует, чтобы скорость электронов была близка к скорости света.
Орбитальное магнитоэлектрическое взаимодействие, по утверждению авторов работы [2], может объяснить многие известные магнитооптические эффекты, такие как: обратный эффект Фарадея, существование спин-токовой модели в мультиферроиках, плоский и аномальный эффекты Холла, а также анизотропное магнетосопротивление в ферромагнетиках. Более того, развитие алгоритма, с помощью которого было получено магнетоэлектрическое взаимодействие, позволяет надеяться на вывод и обоснование других типов взаимодействия света с магнитным моментом электронов.
Это позволяет ожидать, что работы [1, 2] будут полезны в стремительно развивающейся в настоящие дни спинтронике, в рамках которой разрабатываются принципиально новые способы передачи, хранения и управления информацией.
[1] A. Raeliarijaona, S. Singh, H. Fu, L. Bellaiche, Phys. Rev. Lett. 110, 137205 (2013).
[2] R. Mondal, M. Berritta, C. Paillard, S. Singh, B. Dkhil, P. M. Oppeneer, L. Bellaiche, Phys. Rev. B 92, 100402(R) (2015).
Источник: