Спиновая жидкость – загадочное шестое состояние вещества. Оно было предсказано теоретически более тридцати лет назад, предположительно наблюдалось в некоторых экспериментах, а сейчас физику Стивену Вайту (Steven White) удалось построить его реалистичную компьютерную модель.

Групповое квантовое поведение спинов в веществе – это область физики, которая потенциально может вывести электронику на более высокий уровень, сохранить темп роста производительности компьютеров или даже увеличить его. Это и обеспечивает большой интерес со стороны ученых к системам, в которых наблюдается квантовое поведение спинов. Спиновая жидкость была предсказана теоретически в 1973-м году и с тех пор притягивает к себе внимание как физиков-теоретиков, так и экспериментаторов.

У вещества, находящегося в таком состоянии, спины пребывают в постоянном движении и несмотря на наличие локальных магнитных моментов (групп упорядоченных спинов) полная упорядоченность не достигается даже при очень низких температурах (это не дают сделать квантовые флуктуации). Все это напомнило создателям теории поведение жидкости, что и определило название данного состояния вещества.

Вайту, вместе со своим студентом Сименом Яном (Simeng Yan), удалось построить компьютерную модель, основанную на законах квантовой механики, которая моделирует спиновую жидкость. Исследование было опубликовано в Science.

Ценность работы в том, что она подскажет, где же стоит искать такие вещества, которые могли бы находиться в состоянии спиновой жидкости в реальных физических экспериментах.

Для моделирования Вайт использовал алгоритм ренормализации матрицы плотности (density matrix renormalization group algorithm), который он предложил в 1992-м году и который с тех пор применялся во многих работах других ученых.