L'effetto Kondo influenza la resistenza elettrica dei metalli a basse temperature e genera complessi ordini elettronici e magnetici. Nuovi concetti per l'archiviazione e l'elaborazione dei dati, come l'utilizzo di punti quantici, si basano su questo. Nel 1998, ricercatori degli Stati Uniti hanno pubblicato studi spettroscopici sull'effetto Kondo utilizzando la microscopia a effetto tunnel a scansione, che sono considerati innovativi e ne hanno innescati innumerevoli altri di questo tipo. Molti di questi studi potrebbero dover essere riesaminati ora che i ricercatori Jülich hanno dimostrato che l'effetto Kondo non può essere dimostrato oltre ogni dubbio con questo metodo. Anziché, un altro fenomeno sta creando proprio l'"impronta digitale" spettroscopica che in precedenza era attribuita all'effetto Kondo.

Normalmente la resistenza dei metalli diminuisce al diminuire della temperatura. L'effetto Kondo lo fa risalire nuovamente al di sotto di un valore di soglia tipico del materiale in esame, la cosiddetta temperatura di Kondo. Questo fenomeno si verifica quando gli atomi magnetici estranei, come il ferro, contaminare i metalli ospiti non magnetici, come il rame. In poche parole, quando scorre una corrente, i nuclei atomici sono inghiottiti dagli elettroni. Gli atomi di ferro hanno un momento magnetico quantomeccanico. Ciò fa sì che gli elettroni nelle vicinanze allineino il loro spin antiparallelo al momento dell'atomo a basse temperature e si fermino attorno all'atomo di cobalto come una nuvola sulla cima di una montagna. Ciò ostacola il flusso degli elettroni, quindi la resistenza elettrica aumenta. In fisica, questo è noto come entanglement, il forte accoppiamento del momento dell'impurezza con gli spin degli elettroni circostanti. Questo effetto può essere sfruttato, per esempio sotto forma di punti quantici:nanocristalli che un giorno potrebbero fungere da minuscoli elementi di archiviazione o processore di informazioni.

L'effetto Kondo era già stato osservato nel 1934 ed è stato fondamentalmente spiegato da Jun Kondo nel 1964. Nel 1998, i fisici sperimentali hanno raggiunto una svolta metodologica nello studio dell'effetto. Mediante la microscopia a effetto tunnel, era diventato possibile rilevare e posizionare singoli atomi sulle superfici e registrare spettri di energia specificamente in questi punti. È stata trovata una caratteristica flessione nella curva di misurazione nella posizione degli atomi di cobalto su una superficie d'oro, che da quel momento in poi fu considerato il marker per l'effetto Kondo. In precedenza, l'effetto Kondo poteva essere rilevato solo indirettamente tramite misurazioni di resistenza. Di conseguenza, sono seguite ulteriori indagini su altre combinazioni di materiali e disposizioni atomiche utilizzando questa tecnica, ed è stato creato un campo di ricerca separato, dedicato allo studio di fenomeni a molti corpi con risoluzione atomica.

Però, i fisici dell'Istituto Peter Grünberg e dell'Istituto per la simulazione avanzata del Forschungszentrum Jülich hanno ora trovato una causa alternativa per il calo dello spettro energetico:la cosiddetta anisotropia magnetica. Al di sotto di una determinata temperatura, questo fa sì che il momento magnetico dell'atomo estraneo si accoppi al reticolo cristallino del metallo ospite, in modo che l'orientamento del momento virtualmente "si fermi". Al di sopra di questa temperatura, le eccitazioni del momento magnetico si verificano a causa delle proprietà di spin degli elettroni tunnel del microscopio. Gli scienziati non erano ancora in grado di misurare questo tipo di eccitazione di spin nel 1998.

I ricercatori lavorano da anni per migliorare i modelli teorici per l'eccitazione di spin. All'inizio hanno trovato prove del marcatore simile a Kondo. Inizialmente, però, non avevano ancora la capacità di includere coerentemente importanti, i cosiddetti effetti relativistici nei loro calcoli. Una volta riusciti a farlo, hanno dato un'altra occhiata al sistema del cobalto e dell'oro. Ora sono stati in grado di eseguire il backup dei loro calcoli in modo impressionante con i dati degli studi di spettroscopia a effetto tunnel a scansione. Sia gli spettri misurati che quelli calcolati sono approssimativamente d'accordo.

"Ciò significa che molto di ciò che pensavamo di aver appreso sull'effetto Kondo negli ultimi due decenni, e che ha già trovato la sua strada nei libri di testo, deve essere riesaminato, " spiega il prof. Samir Lounis, Responsabile del Laboratorio di Sonda e Simulazione di Struttura Funzionale a Nanoscala (Funsilab). Gli scienziati stanno già proponendo i primi nuovi esperimenti basati sulle loro previsioni.