Kondo-effekten påverkar det elektriska motståndet hos metaller vid låga temperaturer och genererar komplexa elektroniska och magnetiska beställningar. Nya koncept för datalagring och bearbetning, som att använda kvantprickar, baseras på detta. 1998, Forskare från USA publicerade spektroskopiska studier om Kondo-effekten med hjälp av scanning tunneling mikroskopi, som anses banbrytande och har triggat igång otaliga andra av liknande slag. Många av dessa studier kan behöva omprövas nu när Jülich-forskare har visat att Kondo-effekten inte kan bevisas utan tvekan med denna metod. Istället, ett annat fenomen är att skapa just det spektroskopiska "fingeravtrycket" som tidigare tillskrevs Kondo-effekten.

Normalt minskar metallernas motstånd när temperaturen sjunker. Kondo-effekten gör att den återigen stiger under ett tröskelvärde som är typiskt för materialet i fråga, den så kallade Kondo-temperaturen. Detta fenomen uppstår när magnetiska främmande atomer, som järn, förorena icke-magnetiska värdmetaller, såsom koppar. Enkelt uttryckt, när en ström flyter, atomkärnorna uppslukas av elektroner. Järnatomerna har ett kvantmekaniskt magnetiskt moment. Detta gör att elektronerna i närheten justerar sin spin antiparallellt med atomens ögonblick vid låga temperaturer och hänger runt koboltatomen som ett moln på en bergstopp. Detta hindrar flödet av elektronerna - det elektriska motståndet ökar då. I fysik, detta är känt som intrassling, den starka kopplingen av föroreningsmomentet med de omgivande elektronernas spinn. Denna effekt kan utnyttjas, till exempel i form av kvantprickar:nanokristaller som en dag skulle kunna fungera som mycket liten informationslagring eller processorelement.

Kondo-effekten hade observerats redan 1934 och förklarades i grunden av Jun Kondo 1964. 1998 experimentella fysiker uppnådde ett metodologiskt genombrott i studiet av effekten. Med hjälp av scanning tunnelmikroskopi, det hade blivit möjligt att detektera och placera enskilda atomer på ytor och att registrera energispektra specifikt vid dessa punkter. En karakteristisk nedgång i mätkurvan hittades vid positionen för koboltatomer på en guldyta, som från och med då ansågs vara markören för Kondo-effekten. Tidigare, Kondo-effekten kunde endast detekteras indirekt via resistansmätningar. Ytterligare undersökningar av andra materialkombinationer och atomarrangemang med denna teknik följde som ett resultat, och ett separat forskningsfält skapades, tillägnad undersökningen av många kroppsfenomen med atomär upplösning.

Dock, fysikerna från Peter Grünberg-institutet och Institutet för avancerad simulering vid Forschungszentrum Jülich har nu hittat en alternativ orsak till nedgången i energispektrat:så kallad magnetisk anisotropi. Under en viss temperatur, detta gör att den främmande atomens magnetiska moment kopplas till värdmetallens kristallgitter, så att ögonblickets orientering praktiskt taget "fryser". Över denna temperatur, excitationer av det magnetiska momentet uppstår på grund av spinnegenskaperna hos mikroskopets tunnelelektroner. Forskare kunde ännu inte mäta denna typ av spinexcitation 1998.

Forskarna har arbetat i flera år med att förbättra teoretiska modeller för spinnexcitation. Tidigt hittade de bevis på den Kondo-liknande markören. Initialt, dock, de saknade fortfarande förmågan att konsekvent inkludera viktiga, så kallade relativistiska effekter i sina beräkningar. När de väl hade lyckats med det, de tog en ny titt på systemet med kobolt och guld. De kunde nu på ett imponerande sätt säkerhetskopiera sina beräkningar med data från skanningstunnelspektroskopistudier. Både det uppmätta och det beräknade spektrat stämmer ungefär överens.

"Detta betyder att mycket av det vi trodde att vi hade lärt oss om Kondo-effekten under de senaste två decennierna, och som redan har hittat sin väg in i läroböcker, måste omprövas, " förklarar Prof. Samir Lounis, chef för Functional Nanoscale Structure Probe and Simulation Laboratory (Funsilab). Forskarna föreslår redan de första nya experimenten baserat på deras förutsägelser.