Liquido di spin quantistico

In fisica della materia condensata, il liquido di spin quantistico è uno stato che si forma in un sistema di spin quantistici interagenti fra loro. Lo stato fa riferimento a "liquido" per lo stato disordinato in cui si trova rispetto allo stato di spin ferromagnetico^[1], simile all'acqua liquida comparata alla sua forma ghiacciata, lo stato cristallino. A differenza di altri stati disordinati, il liquido di spin quantistico conserva il proprio disordine a temperatura vicine allo zero assoluto. Questo stato della materia è correlato al concetto di frazionalizzazione degli elettroni e all'emergere di particelle con caratteristiche di fermioni di Majorana^[2].

Lo stato fu teorizzato dal fisico Philip Anderson nel 1973 per un sistema di spin in un reticolo triangolare che interagisce con i vicini tramite interazioni anti-ferromagnetiche. La teoria acquisì interesse quando nel 1987 fu usato lo stato per interpretare la superconduttività ad alte temperature^[3].

Modelli di stati disordinati per il liquido di spin quantistico

Momenti magnetici frustrati geometricamente

Legami di valenza risonanti - RVB

Eccitazioni

Realizzazioni di stati RVB stabili

Esperimenti

Il 6 aprile 2016 viene confermata sulla rivista Nature Materials la prima evidenza sperimentale di questo stato dai fisici del Oak Ridge National Laboratory nel cloruro di rutenio in forma bidimensionale^[4][5][6].

Applicazioni