掃描隧道顯微鏡的原子尖端，探測頂部有鈷原子的金屬表面。

一種新型準粒子——被發現它的科學家們稱為“spinaron”——可能會導致一種通常被認為是近藤效應的磁場現象。德國Forschungszentrum網站Jülich的薩米爾·隆尼斯(Samir Lounis)和他的同事們進行的這項研究，對目前的近藤效應理論提出了質疑，並可能對基於量子點等結構的資料儲存和處理產生影響。

大多數金屬的電阻隨溫度降低而減小。然而，含有磁性雜質的金屬則表現不同。當溫度低於一定閾值溫度時，電阻迅速增大，並隨著溫度的進一步下降而繼續增大。這種現象最早出現在20世紀30年代，日本理論物理學家近藤俊(Jun Kondo)在1964年發表了對這種現象的解釋後，就被稱為近藤效應。

近藤表示，由磁矩決定的磁性雜質的自旋會與其周圍區域所有電子的自旋形成強耦合或“粘”。由此產生的自旋耦合電子“雲”有效地遮蔽了導電電子，並阻止它們移動，從而產生了觀測到的金屬電阻的增加。

近藤共振

近道效應的一個關鍵特徵是，當磁性雜質沉積在金屬表面時，電子輸運譜中的dip或共振現象。這些共振可以透過掃描隧道光譜學(STS)檢測到，這種技術可以定位和檢測表面上的單個原子，並在這些位置準確記錄能量譜。

研究人員在1998年第一次測量了這樣的共振，觀察到磁性鈷原子沉積在金表面時測量曲線的傾斜。在這一系列開創性的實驗之前，近藤效應只能透過電阻測量來間接檢測。這些最初的STS結果——後來證實鈷原子存在於其他金屬表面，如銅和銀——因此為亞奈米尺度的多體物理研究開闢了一條新途徑。

非彈性自旋激發很重要

然而，Jülich研究小組認為，這種典型的下降實際上並不是近藤效應的明確跡象。相反，他們的研究表明，另一種完全不同的現象——磁各向異性——正在造成傾角。

在《自然通訊》雜誌上發表的一篇論文中，研究人員解釋說，在特定溫度下，鈷雜質原子的磁矩與金表面原子的晶格耦合。在這一點上，它的時刻基本上“凍結”了。同時，在臨界溫度以上，由於STS中隧穿電子的自旋特性，產生了磁矩的某些激發，稱為非彈性自旋激發。

Lounis及其同事基於最近開發的結合相對論隨時間變化的密度泛函理論（TD-DFT）和多體攝動理論（MBPT）的數學模型，認為測量曲線中的下降可能源於非彈性自旋波之間的相互作用。激發和電子。這些相互作用形成了一個束縛的“ spinaron”狀態，整個系統的物理性是由這些相互作用引起的相對論效應所決定的。研究人員說，自旋激發和司必隆的結合產生的傳輸曲線與推測的近藤效應相當吻合。

Lounis說：“在過去的二十年中，我們認為我們已經瞭解了許多關於Kondo效應的知識，並且已經在教科書中找到了方法，”他需要重新審查。他告訴《物理學世界》：“就我們而言，我們現在正計劃系統地研究據信可導致近藤共振的各種奈米結構。” “我們還希望揭示脊柱肌背後的物理學的複雜性和豐富性，並探索確定自旋激發，自旋子和近藤特徵之間相互作用的新聞方法。”