Das Rastertunnelmikroskop hat dazugelernt: Forscher können damit jetzt die magnetischen Momente einzelner Atome messen. Das Prinzip des „spinpolarisierten Rastertunnelmikroskops”: Eine feine Spitze aus Metall fährt Zeile um Zeile die Oberfläche einer Probe ab. Wenn eine Spannung zwischen Spitze und metallischer Probe liegt, kann bei kleinen Abständen ein Strom fließen. Den dürfte es nach der klassischen Physik gar nicht geben: Es handelt sich um einen quantenmechanischen Tunnelstrom. Dabei durchquert ein Elektron einen verbotenen Bereich, so als ob es ihn gar nicht gäbe – es „tunnelt”, sagen die Physiker. Für magnetische Proben überzieht man die Spitze mit einer dünnen Schicht aus einem magnetischen Material: Jetzt hängt die Größe des Tunnelstroms auch vom Spin des tunnelnden Elektrons ab. Anhand der Stromstärke kann man so die Orientierung des magnetischen Moments bestimmen – sogar bei einem einzelnen Atom.
