Los ordenadores portátiles, reproductores de música o las potentes máquinas de búsqueda, todo requiere discos duros en los que gran cantidad de información es almacenada, lo que requiere una elevada densidad de empaquetamiento de dicha información. La información en un disco duro es almacenada como áreas magnetizadas. Una cierta dirección de magnetización se corresponde con un cero (lenguaje binario) y otra dirección con un uno. Para recuperar la información la cabeza lectora escanea el disco y registra las áreas de magnetización. A medida que los discos se vuelven más y más pequeños, las áreas magnetizadas van siendo también más pequeñas. Esto significa que los campos magnéticos son cada vez más débiles y, en consecuencia,  más difíciles de leer. Discos duros más compactos requieren, por tanto, cabezas lectoras más sensibles.

Hacia el final de los años 90 una tecnología totalmente nueva se convirtió en el estandar para las cabezas lectoras de discos duros. Ello fue de crucial importancia para acelerar la miniaturización de los discos duros que hemos podido contemplar en los últimos años.

La tecnología actualmente usada para los lectores está basada en un efecto físico que los laureados este año observaron hace ya cerca de veinte años. El francés Albert Fert y el alemán Peter Grünberg, de forma simultánea e independientemente, descubrieron la llamada Magnetorresistencia Gigante (GMR) . Por este descubrimiento reciben el Premio Nobel de Física 2007.

Es suficientemente conocido que la resistencia eléctrica de algunos materiales como el hierro, puede ser influenciada por un campo magnético. En 1857, el físico británico Lord Kelvin publicó un artículo en el que se mostraba como la resistencia de un conductor disminuye a lo largo de las líneas de magnetización cuando se aplica un campo magnético. Sin embargo, aumenta si el conductor se sitúa cruzado respecto de las líneas de campo. Esta magnetorresistencia (anisótropa) (MR) fue la predecesora de la magnetorresistencia gigante en la fabricación de cabezas lectoras

En un material conductor la electricidad es transportada por electrones que pueden moverse libremente a través del mismo. La corriente pasa debido a que los electrones se mueven en una determinada dirección (marcada por la trayectoria recta de los electrones) que coincide con la  de mayor conductividad del material.

La resistencia eléctrica es debida a que los electrones chocan contra las irregularidades e impurezas del material. Si muchos electrones son desviados de su trayectoria,  la resistencia es alta.

La resistencia eléctrica de un conductor es debida a los choques de los electrones contra irregularidades del material lo cual dificulta su avance.

En un conductor magnétizado la dirección de los spines de la mayoría de los electrones es paralela a la dirección de magnetización (rojos). Una minoría de electrones tiene spin orientado en sentido contrario (blancos). En este ejemplo los elctrones con spin antiparalelo son más fuertemente dispersados.

En un material magnético la dispersión de los electrones (debida a los choques) es influenciada por la dirección de magnetización. La fuerte conexión entre magnetización y resistencia encontrada en la  GMR se presenta  como consecuencia de que el spín del electrón (momento magnético interno) puede orientarse en sentidos opuestos.

En un material magnético, la mayoría de los espines apuntan en la dirección paralela al campo. Un pequeño número de electrones tienen, no obstante, sus espines orientados en sentido contrario (sentido antiparalelo).

Es importante señalar que los electrones con diferente spín son dispersados de forma diferente al encontrarse con irregularidades e impurezas y, especialmente, en la interface entre materiales distintos. Las propiedades de los materiales determinarán que tipo de electrones es más fuertemente dispersado.

Este efecto, conocido con el nombre de magnetorresistencia, produce variaciones en la resistencia bastante pequeñas. Sería conveniente "amplificarlo" para que fuera verdaderamente útil.

Un sistema bastante simple en el que puede observarse este efecto convenientemente amplificado (magnetoresistencia gigante, GMR) puede ser el siguiente: una lámina de un material no magnético se introduce entre dos láminas de material magnético formando una estructura tipo sándwich (ver figura abajo). En el interior del material magnético, y especialmente en la interface entre el material magnético y el no magnético, los electrones son dispersados de forma diferente según el sentido de su spín. Aquí se muestra el caso en el cual los electrones con spín antiparalelo son más fuertemente dispersados. Esto implica que la resistencia será mayor para estos electrones que para aquellos que tengan spín paralelo. Cuando a continuación penetren en la lámina de material no magnético, todos ellos serán dispersados de idéntica forma, independientemente de cómo esté orientado su spín. En la segunda interface y en el interior de la lámina de material magnético los electrones con spín antiparalelo vuelven a ser más intensamente dispersados.

Si ambas láminas son magnetizadas en la misma dirección, la mayoría de los electrones con spín paralelo atravesarán fácilmente la estructura. La resistencia total será baja (figura A). Sin embargo si la magnetización de las dos laminas es opuesta, todos los electrones se encontrarán orientados antiparalelamente al campo en alguna de las dos láminas. Esto significa que los electrones no se moverán ahora fácilmente a través de la estructura y la resistencia será ahora alta (Figura B). Pensemos ahora en cómo usar esta estructura para una cabeza lectora de discos duros. La magnetización de la lámina (1) es fija, mientras que la magnetización de la lámina (3) puede variar y puede ser influenciada por los campos magnéticos variables del disco duro. La magnetización de las dos láminas de la cabeza lectora puede ser paralela o antiparalela.  Esto conduce a una variación en la resistencia de la corriente que atraviesa la cabeza lectora. Si la corriente es intensa significa un uno (binario) y una corriente débil significa cero.

Si el sentido  de magnetización es idéntico en ambas láminas, los electrones con spín paralelo (rojos) pasan a través del sistema sin sufrir dispersión. La resistencia total del sistema sería pequeña.

Si el sentido de magnetización de las dos láminas  es opuesto, todos los electrones tendrán spín antiparalelo en una de las láminas y entonces serán fuertemente dispersados. Como resultado la resistencia total será alta

Para que la nueva tecnología pudiera ser comercializada era imprescindible encontrar un proceso industrial para crear las finísimas placas. El método utilizado por Fert y Grünberg (conocido como epitaxial), era costoso y sumamente laborioso, más indicado para un laboratorio de investigación que para un proceso industrial a gran escala. Por ello un paso definitivo se dio cuando Stuart Parkin, un inglés que trabajaba en EE.UU demostró que era posible producir el mismo efecto usando una tecnología mucho más simple llamada sputtering. Actualmente el efecto GMR ya no depende de la producción de láminas perfectas. Esto significa la posibilidad de producir sistemas GMR a escala industrial. El proceso industrial combinado con la gran sensibilidad de las cabezas GMR  transformó la nueva tecnología en un estandar para los discos duros poco después de que el primer lector GMR fuera producido en 1997