Een internationaal team van onderzoekers uit Thailand, de VS en Japan hebben een grondige studie uitgevoerd van een exotisch gedrag van materiaal dat een niet-centrosymmetrische antiferromagneet wordt genoemd. Het team, het volgen van het gedrag van de voortplanting van spingolven in magnetisch materiaal, heeft haar bevindingen gemeld, die het eerste directe bewijs van de niet-wederkerige magnons tonen.

Een cirkelvormig dubbelbrekingseffect, waarbij fotonen die binnen een bepaald soort kristal reizen verschillende snelheden hebben, afhankelijk van hun circulaire polarisatie, is vrij gebruikelijk. Met andere woorden, linkshandige fotonen kunnen sneller reizen dan rechtshandige fotonen. Wanneer dit effect optreedt onder een eindig extern magnetisch veld, het wordt het Faraday-effect genoemd, waarin lichtpolarisatie roteert terwijl het zich voortplant langs het kristal met de rotatiehoek lineair afhankelijk van het veld. Er zijn nuttige toepassingen van dit effect in moderne optische en fotonische technologieën. Optische isolatoren gebruiken het Faraday-effect, overwegende dat magneto-optische opname is gebaseerd op zijn reflectievariant, het Kerr-effect.

Andere systemen vertonen ook gedrag dat lijkt op het circulaire dubbele brekingseffect. In een geordend magnetisch materiaal, een spin-excitatie kan zich ook langs het kristal voortplanten. Deze excitatie wordt een magnon genoemd. Net als bij de polarisatietoestanden van fotonen, magnonen in een antiferromagneet hebben ook twee verschillende toestanden:links cirkelvormig en rechts cirkelvormig. In de meeste magnetische materialen, deze twee toestanden hebben dezelfde energie en zijn daarom niet van elkaar te onderscheiden. Echter, in een bepaald type magnetisch materiaal, deze twee toestanden van magnonen gedragen zich verschillend vanwege een gebrek aan ruimtelijke inversiesymmetrie in de kristalstructuur.

Dit fenomeen, zogenaamde niet-wederkerige magnons, is voorspeld door Hayami et al. Echter, er is tot dit werk geen directe observatie van deze niet-wederkerige magnons geweest. Het onderzoeksteam voerde neutronenverstrooiingsexperimenten uit op monokristallijn α-Cu ₂ V ₂ O ₇ en waargenomen duidelijk bewijs van verschillende energie-impuls-dispersierelaties tussen de links-circulaire en rechts-circulaire magnon-voortplanting. De experimentele gegevens worden bevestigd door lineaire spin-golfberekeningen.

Dit nieuwe regime van magnetische materialen zou toepassingen kunnen hebben in op magnon gebaseerde elektronica (magnonics), zoals de spin-wave veldeffecttransistor.