Теория, сорок лет назад предсказавшая новое магнитное состояние вещества — спиновую жидкость — нашла долгожданное подтверждение в эксперименте. Сегодня к двум известным «классическим» типам магнетизма (ферромагнетизму и антиферромагнетизму) прибавился еще один, обусловленный не порядком магнитных моментов атомов, ионов или электронов (как, например, в кристаллах), а «жидким» поведением спинов — собственных, не связанных с движением в пространстве, моментов импульсов элементарных частиц. Феномен спиновой жидкости был впервые теоретически предсказан в 1973 году лауреатом Нобелевской премии по физике Филипом Андерсоном. С точки зрения классической физики и даже квантовой теории электромагнетизма спиновая жидкость — явление очень необычное, но поверять квантовомеханический мир (а лежащий в основе магнетизма спин имеет квантовую природу) привычными представлениями так же бесполезно, как мерить «Алису в Зазеркалье» категориями реалистичной прозы.
В отличие от классической, состоящей из молекул вещества жидкости, спиновая представляет собой совокупность находящихся в постоянном и неупорядоченном движении спинов элементарных частиц. Конечно, сравнение с жидкостью здесь условное и основано не на физическом сходстве феноменов, а на формальной аналогии, ведь в спиновой жидкости перемещаются не сами частицы, а их спины, или моменты импульсов.
Как такое возможно, ведь спин не связан с перемещением частицы в пространстве, а является ее внутренней квантовой характеристикой — ее собственным, не связанным с движением, моментом импульса?
Собственно, в этом и содержался смысл теоретического предсказания, описывающего новое магнитное состояние материи, которое характеризуется коллективным изменением — «перетеканием» — спинов. Это перетекание описывается с помощью виртуальных беззарядовых частиц — спинонов, ведущих себя как жидкость.
Несмотря на виртуальность (точнее, виртуальный способ описания), поведение спиновой жидкости может оказывать воздействие на измеряемые магнитные и прочие характеристики вещества, так как спин, хоть он и не связан с реальным вращением и перемещением частицы, порождает определенный магнитный момент. Но если магнитные моменты атомов, слагающих кристаллическую решетку ферромагнетиков, упорядочены, а в случае антиферромагнетика направлены противоположно, то в спиновой жидкости — третьем типе магнетизма — магнитная ориентация частиц не фиксирована, но постоянно изменяется, «течет», никогда не упорядочиваясь окончательно (хотя, согласно теории, группы упорядоченных магнитных моментов, «фрактальные магнитные узоры», в спиновой жидкости и возникают).