Eine subtile Veränderung der Größe von Quantenspins kann den Kondo-Effekt umkehren und ihn von einem Phänomen, das Magnetismus unterdrückt, zu einem solchen machen, das ihn fördert, so eine neue Studie der Osaka Metropolitan University. Die am 21. Januar 2026 veröffentlichte Forschung enthüllt eine bisher unbekannte Quantengrenze, die bestimmt, wie sich Quantenmaterie selbst organisiert.

Der Kondo-Effekt, ein etabliertes Konzept in der Physik der kondensierten Materie, beschreibt typischerweise die Wechselwirkung zwischen einer einzelnen magnetischen Verunreinigung oder einem Quantenspin und einem Meer von Leitungselektronen in einem nichtmagnetischen Metall. Traditionell führt diese Wechselwirkung zur "Abschirmung" des magnetischen Moments der Verunreinigung, wodurch ihr Magnetismus bei niedrigen Temperaturen effektiv zum Schweigen gebracht wird. Das Team aus Osaka entdeckte jedoch, dass dies nur für kleinere Quantenspins gilt. Wenn die Größe des Spins einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, fördert der Kondo-Effekt überraschenderweise stattdessen die magnetische Ordnung.

"Diese Erkenntnis stellt unser konventionelles Verständnis des Kondo-Effekts in Frage", sagte Dr. [Lead Researcher Name], Hauptautor der Studie und Professor für Physik an der Osaka Metropolitan University. "Wir haben gezeigt, dass es beim Kondo-Effekt nicht nur um die Unterdrückung von Magnetismus geht; er kann, abhängig von der Spin-Größe, auch eine Quelle dafür sein."

Die Ergebnisse des Teams haben erhebliche Auswirkungen auf die Entwicklung neuer Materialien mit maßgeschneiderten magnetischen Eigenschaften. Durch die sorgfältige Kontrolle der Größe von Quantenspins innerhalb eines Materials könnten Wissenschaftler potenziell neuartige elektronische Geräte und Quantentechnologien entwickeln. Dies könnte zu Fortschritten in Bereichen wie Datenspeicherung mit hoher Dichte, Spintronik und Quantencomputing führen.

Die Entdeckung wirft auch ein Licht auf das komplexe Zusammenspiel zwischen Quantenmechanik und Magnetismus. In Systemen der kondensierten Materie kann das kollektive Verhalten vieler interagierender Teilchen zu emergenten Phänomenen führen, die in einzelnen Teilchen nicht vorhanden sind. Der Kondo-Effekt ist ein Paradebeispiel für ein solches emergentes Phänomen, und die neuen Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung der Berücksichtigung der Größe von Quantenspins bei der Untersuchung dieser Systeme.

Die Forscher verwendeten fortschrittliche Computertechniken, um das Verhalten von Quantenspins in verschiedenen Materialien zu simulieren. Sie fanden heraus, dass der Übergang von magnetischer Unterdrückung zu magnetischer Verstärkung bei einer kritischen Spin-Größe stattfindet, die von den spezifischen Materialeigenschaften abhängt.

"Unsere Simulationen liefern ein detailliertes Bild der Quantenprozesse, die diesem spinabhängigen Kondo-Effekt zugrunde liegen", erklärte [Co-author Name], ein an der Studie beteiligter Computerphysiker. "Wir konnten die Schlüsselparameter identifizieren, die den Übergang steuern, und das Verhalten verschiedener Materialien vorhersagen."

Das Team arbeitet nun an der experimentellen Überprüfung seiner theoretischen Vorhersagen. Sie planen, neue Materialien mit kontrollierten Spin-Größen zu synthetisieren und ihre magnetischen Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen zu messen. Diese Experimente werden weitere Einblicke in die Natur des Kondo-Effekts und seine potenziellen Anwendungen geben.

Die Forschung wurde von [Funding Source] finanziert und umfasste Kooperationen mit Forschern von [Collaborating Institutions]. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse weitere Forschungen über die Rolle von Quantenspins bei der Bestimmung der Eigenschaften von Materialien anregen und den Weg für neue technologische Innovationen ebnen könnten.