新方法捕获非磁性金属的磁信号

科技日报北京7月21日电 （记者刘霞）铜、金、铝等常见非磁性金属内部微弱的磁信号，百年来始终未能被科学仪器破译。发表于最新一期《自然·通讯》杂志的一项最新研究称，来自以色列希伯来大学、美国宾夕法尼亚州立大学和英国曼彻斯特大学的研究团队，借助创新激光技术，首次捕获到这些金属的磁信号，揭开了其隐藏的电子行为之谜。

研究团队表示，最新发现将一个困扰科学界近150年的难题变为新机遇，不仅将彻底革新磁性研究方式——无需再依赖笨重仪器或复杂线路，还有望推动智能手机、能源存储到量子计算等多个领域的技术飞跃。

百年前，科学家就发现电流在磁场中会发生偏转（霍尔效应）。这种现象在铁等磁性材料中表现显著且易于观测，但在普通非磁性金属中却极其微弱。理论上，与之相关的光学霍尔效应能帮助科学家观测光磁相互作用下的电子行为。然而，在可见光波段，这种效应微弱得如同在摇滚音乐会现场捕捉一根针落地的声音。科学界明知其存在，却没有足够灵敏的设备将其捕获。

为攻克这一难题，研究团队改良了传统的磁光克尔效应技术。该技术使用激光来测量磁性如何改变光的反射。他们采用440纳米蓝色激光配合强磁场调制，将检测灵敏度提升到前所未有的高度，从而捕获到铜、金、铝、钽和铂等非磁性金属的磁性“回声”。

结果显示，实验数据中那些曾被当作背景噪声的信号，实则与电子自旋轨道耦合这一量子特性密切相关。这种将电子运动与其自旋关联的量子现象，影响着磁能在材料中的耗散方式。这些新发现对磁存储器、自旋电子器件乃至量子系统的设计都具有革命性意义。