क्वांटम स्पिन तरल

संघनित पदार्थ भौतिकी में, एक क्वांटम स्पिन तरल पदार्थ की एक अवस्था है जो कुछ चुंबकीय सामग्रियों में स्पिन (भौतिकी) के परस्पर क्रिया द्वारा बनाई जा सकती है। क्वांटम स्पिन तरल पदार्थ (क्यूएसएल) को आम तौर पर उनके लंबी दूरी की क्वांटम उलझाव, भिन्नात्मक quisiparticle, और साधारण चुंबकीय क्रम और विकार की अनुपस्थिति की विशेषता होती है।

क्वांटम स्पिन तरल अवस्था को पहली बार 1973 में भौतिक विज्ञानी फिल डब्ल्यू एंडरसन द्वारा एक त्रिकोणीय जाली पर स्पिन की एक प्रणाली के लिए जमीनी स्थिति के रूप में प्रस्तावित किया गया था जो अपने निकटतम पड़ोसियों के साथ प्रतिलौह चुंबकत्व पर बातचीत करता है, अर्थात पड़ोसी स्पिन विपरीत दिशाओं में संरेखित करना चाहते हैं। क्वांटम स्पिन तरल पदार्थ ने और अधिक रुचि पैदा की जब 1987 में एंडरसन ने एक सिद्धांत प्रस्तावित किया जो अव्यवस्थित स्पिन-तरल अवस्था के संदर्भ में उच्च तापमान सुपरकंडक्टिविटी का वर्णन करता है।

मूल गुण
सबसे सरल प्रकार का चुंबकीय चरण एक परमैग्नेट  है, जहां प्रत्येक अलग-अलग स्पिन एक आदर्श गैस में परमाणुओं की तरह बाकी हिस्सों से स्वतंत्र रूप से व्यवहार करता है। यह अत्यधिक अव्यवस्थित चरण उच्च तापमान पर चुम्बकों की सामान्य अवस्था है, जहाँ तापीय उतार-चढ़ाव हावी होते हैं। ठंडा होने पर, स्पिन अक्सर  लौह  (या एंटीफेरोमैग्नेट) चरण में प्रवेश करेंगे। इस चरण में, घुमावों के बीच की बातचीत उन्हें बड़े पैमाने के पैटर्न में संरेखित करने का कारण बनती है, जैसे चुंबकीय डोमेन, पट्टियां, या चेकरबोर्ड। इन लंबी दूरी के पैटर्न को चुंबकीय क्रम के रूप में संदर्भित किया जाता है, और कई ठोस पदार्थों द्वारा गठित नियमित क्रिस्टल संरचना के अनुरूप होते हैं।

क्वांटम स्पिन तरल पदार्थ इस विशिष्ट व्यवहार के लिए नाटकीय विकल्प प्रदान करते हैं। लौह-चुंबकीय  स्पिन स्टेट की तुलना में इस अवस्था का एक सहज वर्णन आदेश और विकार (भौतिकी) स्पिन के तरल के रूप में है, जिस तरह से क्रिस्टलीय बर्फ की तुलना में तरल पानी अव्यवस्थित अवस्था में होता है। हालांकि, अन्य अव्यवस्थित अवस्थाओं के विपरीत, एक क्वांटम स्पिन तरल अवस्था अपने विकार को बहुत कम तापमान तक बनाए रखती है। क्वांटम स्पिन तरल पदार्थों के एक अधिक आधुनिक लक्षण वर्णन में उनके सामयिक क्रम शामिल हैं, लंबी दूरी की क्वांटम उलझाव गुण, और कोई उत्तेजना।

उदाहरण
कई भौतिक मॉडलों में एक अव्यवस्थित जमीनी अवस्था होती है जिसे क्वांटम स्पिन तरल के रूप में वर्णित किया जा सकता है।

कुंठित चुंबकीय क्षण
स्थानीयकृत घुमाव ज्यामितीय हताशा हैं यदि प्रतिस्पर्धात्मक आदान-प्रदान मौजूद हैं जो सभी एक ही समय में संतुष्ट नहीं हो सकते हैं, जिससे सिस्टम की जमीनी स्थिति का एक बड़ा पतन हो सकता है। इसिंग स्पिन का एक त्रिकोण (जिसका अर्थ है कि स्पिन का एकमात्र संभावित अभिविन्यास या तो ऊपर या नीचे है), जो एंटीफेरोमैग्नेटिक रूप से बातचीत करता है, हताशा के लिए एक सरल उदाहरण है। जमीनी अवस्था में, दो स्पिन समानांतर हो सकते हैं लेकिन तीसरा नहीं हो सकता। यह जमीनी अवस्था में स्पिन के संभावित झुकाव (इस मामले में छह) की वृद्धि की ओर जाता है, उतार-चढ़ाव को बढ़ाता है और इस प्रकार चुंबकीय क्रम को दबा देता है।

हाल के एक शोध कार्य ने मस्तिष्क नेटवर्क के विश्लेषण में इस अवधारणा का उपयोग किया और लचीले तंत्रिका अंतःक्रियाओं के अनुरूप मस्तिष्क में आश्चर्यजनक रूप से कुंठित अंतःक्रियाओं का संकेत दिया। यह अवलोकन हताशा की घटना के सामान्यीकरण पर प्रकाश डालता है और जैविक प्रणालियों में इसकी जांच का प्रस्ताव करता है।

रेजोनेटिंग वैलेंस बांड (आरवीबी)
चुंबकीय क्षण के बिना एक जमीनी स्थिति बनाने के लिए, वैलेंस बॉन्ड स्टेट्स का उपयोग किया जा सकता है, जहां एंटीफेरोमैग्नेटिक इंटरैक्शन के कारण दो इलेक्ट्रॉन स्पिन एक स्पिन 0 सिंगलेट बनाते हैं। यदि सिस्टम में प्रत्येक स्पिन इस तरह से बंधा हुआ है, तो पूरे सिस्टम की स्थिति में भी स्पिन 0 है और यह गैर-चुंबकीय है। बॉन्ड बनाने वाले दो स्पिन अधिकतम रूप से उलझे हुए राज्य हैं, जबकि अन्य स्पिनों से नहीं उलझे हुए हैं। यदि सभी स्पिन कुछ स्थानीयकृत स्थिर बांडों में वितरित किए जाते हैं, तो इसे वैलेंस बॉन्ड ठोस (वीबीएस) कहा जाता है।

दो चीजें हैं जो अभी भी स्पिन तरल से वीबीएस को अलग करती हैं: सबसे पहले, बांड को एक निश्चित तरीके से व्यवस्थित करके, जाली समरूपता आमतौर पर टूट जाती है, जो स्पिन तरल के मामले में नहीं होती है। दूसरा, इस जमीनी अवस्था में लंबी दूरी के उलझाव का अभाव है। इसे प्राप्त करने के लिए, वैलेंस बॉन्ड के क्वांटम यांत्रिक उतार-चढ़ाव की अनुमति दी जानी चाहिए, जिससे वैलेंस बॉन्ड में स्पिन के कई अलग-अलग विभाजनों के सुपरपोज़िशन से युक्त एक जमीनी स्थिति हो। यदि विभाजन समान रूप से वितरित किए जाते हैं (समान क्वांटम आयाम के साथ), तो किसी विशिष्ट विभाजन (वैलेंस बॉन्ड लिक्विड) के लिए कोई वरीयता नहीं है। इस तरह के जमीनी राज्य तरंग समारोह को पीडब्लू एंडरसन द्वारा 1973 में स्पिन तरल पदार्थ की जमीनी स्थिति के रूप में प्रस्तावित किया गया था। और इसे रेज़ोनेटिंग वैलेंस बॉन्ड (RVB) स्टेट कहा जाता है। ये राज्य महान सैद्धांतिक रुचि के हैं क्योंकि उन्हें उच्च तापमान सुपरकंडक्टर भौतिकी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने का प्रस्ताव है।

उत्तेजना
वैलेंस बॉन्ड को केवल निकटतम पड़ोसियों द्वारा नहीं बनाया जाना चाहिए और उनके वितरण अलग-अलग सामग्रियों में भिन्न हो सकते हैं। लंबी दूरी के वैलेंस बॉन्ड के बड़े योगदान वाले ग्राउंड स्टेट्स में कम-ऊर्जा रीढ़ की हड्डी उत्तेजना होती है, क्योंकि उन वैलेंस बॉन्ड को तोड़ना आसान होता है। तोड़ने पर वे दो मुक्त चक्रण बनाते हैं। अन्य उत्तेजन वैलेंस बांडों को पुनर्व्यवस्थित करते हैं, जिससे शॉर्ट-रेंज बॉन्ड्स के लिए भी कम-ऊर्जा उत्तेजनाएं होती हैं। स्पिन तरल पदार्थों के बारे में कुछ खास बात यह है कि वे विदेशी उत्तेजनाओं का समर्थन करते हैं, जिसका अर्थ भिन्नात्मक क्वांटम संख्याओं के साथ उत्तेजना है। एक प्रमुख उदाहरण स्पिनन का उत्तेजना है जो प्रभारी तटस्थ हैं और स्पिन ले जाते हैं $$ S= 1/2$$. स्पिन तरल पदार्थों में, एक स्पिनॉन बनाया जाता है यदि एक स्पिन को वैलेंस बांड में जोड़ा नहीं जाता है। यह कम ऊर्जा लागत पर पास के वैलेंस बॉन्ड को पुनर्व्यवस्थित करके स्थानांतरित कर सकता है।

(स्थिर) आरवीबी राज्यों की प्राप्ति
आरवीबी तस्वीर का उपयोग करते हुए स्क्वायर जाली पर आरवीबी राज्य की पहली चर्चा केवल निकटतम पड़ोसी बंधनों पर विचार करें जो विभिन्न उप-जालियों को जोड़ते हैं। निर्मित आरवीबी राज्य सभी निकटतम-पड़ोसी बांड विन्यासों का एक समान आयाम सुपरपोजिशन है। ऐसा माना जाता है कि इस तरह के एक आरवीबी राज्य में आकस्मिक अंतराल रहित होता है $$U(1)$$ गेज क्षेत्र जो स्पिनोन आदि को सीमित कर सकता है। इसलिए चौकोर जाली पर समान-आयाम निकटतम-पड़ोसी आरवीबी राज्य अस्थिर है और क्वांटम स्पिन चरण से मेल नहीं खाता है। यह दो स्थिर चरणों के बीच एक महत्वपूर्ण चरण संक्रमण बिंदु का वर्णन कर सकता है। आरवीबी राज्य का एक संस्करण जो स्थिर है और इसमें डिकॉन्फ़िंड स्पिनन्स शामिल हैं, चिराल स्पिन राज्य है। बाद में, स्थिर आरवीबी राज्य का एक और संस्करण डिकॉन्फ़िंड स्पिनॉन्स के साथ प्रस्तावित है, Z2 स्पिन तरल, प्रस्तावित है,  जो सबसे सरल टोपोलॉजिकल ऑर्डर - Z2 सामयिक क्रम को साकार करता है। चिरल स्पिन अवस्था और Z2 स्पिन तरल अवस्था दोनों में लंबे RVB बॉन्ड होते हैं जो एक ही उप-जाली को जोड़ते हैं। चिरल स्पिन अवस्था में, विभिन्न बॉन्ड कॉन्फ़िगरेशन में जटिल आयाम हो सकते हैं, जबकि Z2 स्पिन तरल अवस्था में, विभिन्न बॉन्ड कॉन्फ़िगरेशन में केवल वास्तविक आयाम होते हैं। त्रिकोण जाली पर आरवीबी राज्य भी Z2 स्पिन तरल का एहसास करता है, जहां विभिन्न बंधन विन्यासों में केवल वास्तविक आयाम होते हैं। टोरिक कोड मॉडल अभी तक Z2 स्पिन तरल (और Z2 टोपोलॉजिकल ऑर्डर) का एक और अहसास है जो स्पष्ट रूप से स्पिन रोटेशन समरूपता को तोड़ता है और बिल्कुल घुलनशील है।

प्रायोगिक हस्ताक्षर और जांच
चूँकि कोई एकल प्रायोगिक विशेषता नहीं है जो किसी सामग्री को स्पिन तरल के रूप में पहचानती है, विभिन्न गुणों के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए कई प्रयोग किए जाने हैं जो एक स्पिन तरल की विशेषता रखते हैं।

चुंबकीय संवेदनशीलता
एक उच्च तापमान, क्लासिकल पैरामैग्नेट चरण में, क्यूरी-वीस कानून द्वारा चुंबकीय संवेदनशीलता दी जाती है $$\chi \sim \frac{C}{T - \Theta_{CW}}$$ इस समीकरण के लिए प्रायोगिक डेटा को फ़िट करना एक फेनोमेनोलॉजिकल क्यूरी-वीस तापमान निर्धारित करता है, $$\Theta_{CW} $$. दूसरा तापमान है, $$ T_c $$, जहां सामग्री में चुंबकीय क्रम विकसित होना शुरू हो जाता है, जैसा कि चरण संक्रमण | गैर-विश्लेषणात्मक विशेषता से प्रमाणित होता है $$\chi(T)$$. इनके अनुपात को फ्रस्ट्रेशन पैरामीटर कहा जाता है $$f = \frac{|\Theta_{cw}|}{T_{c}}$$ क्लासिक एंटीफेरोमैग्नेट में, दो तापमानों को मेल खाना चाहिए और देना चाहिए $$ f = 1 $$. एक आदर्श क्वांटम स्पिन तरल किसी भी तापमान पर चुंबकीय क्रम विकसित नहीं करेगा $$(T_c = 0 )$$ और इसलिए एक अपसारी हताशा पैरामीटर होगा $$ f \to \infty $$. एक बड़ा मूल्य $$ f > 100 $$ इसलिए संभावित स्पिन तरल चरण का एक अच्छा संकेत है। विभिन्न जाली संरचनाओं और उनके क्यूरी तापमान के साथ कुछ कुंठित सामग्री। क्यूरी-वीस तापमान नीचे दी गई तालिका में सूचीबद्ध हैं। ये सभी प्रस्तावित स्पिन तरल उम्मीदवार हैं।

अन्य
चुंबकीय आदेश की अनुपस्थिति के लिए सबसे प्रत्यक्ष प्रमाणों में से एक NMR या μSR प्रयोग देता है। यदि कोई स्थानीय चुंबकीय क्षेत्र मौजूद है, तो परमाणु या म्यूऑन स्पिन प्रभावित होगा जिसे मापा जा सकता है। 1एच-एनएमआर माप κ-(बीईडीटी-टीटीएफ) पर2साथ2(सीएन)3 ने 32 mK के नीचे चुंबकीय क्रम का कोई संकेत नहीं दिखाया है, जो हाइजेनबर्ग मॉडल (क्वांटम) J≈250 K से छोटे परिमाण के चार आदेश हैं इस परिसर में पड़ोसी घुमावों के बीच। आगे की जांच में शामिल हैं:
 * विशिष्ट ऊष्मा मापन से राज्यों के निम्न-ऊर्जा घनत्व के बारे में जानकारी मिलती है, जिसकी तुलना सैद्धांतिक मॉडल से की जा सकती है।
 * ऊष्मीय परिवहन माप यह निर्धारित कर सकते हैं कि उत्तेजनाएं स्थानीयकृत हैं या पुनरावृत्त हैं।
 * न्यूट्रॉन बिखरने से उत्तेजनाओं और सहसंबंधों (जैसे स्पिनॉन) की प्रकृति के बारे में जानकारी मिलती है।
 * परावर्तन माप स्पिनन को उजागर कर सकते हैं, जो विद्युत-नियम ऑप्टिकल चालकता को जन्म देते हुए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में उभरते गेज क्षेत्रों के माध्यम से जोड़े जाते हैं।

आरवीबी प्रकार
सीज़ियम क्लोरोकुप्रेट सीएस के न्यूट्रॉन प्रकीर्णन माप2क्यूसीएल4, एक त्रिकोणीय जाली पर एक स्पिन-1/2 एंटीफेरोमैग्नेट, फैलाना बिखरने को प्रदर्शित करता है। इसे 2D RVB अवस्था से उत्पन्न होने वाले स्पिनों के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था। बाद में सैद्धांतिक काम ने इस तस्वीर को चुनौती दी, यह तर्क देते हुए कि सभी प्रयोगात्मक परिणाम व्यक्तिगत श्रृंखलाओं तक सीमित 1D स्पिनॉन के परिणाम थे।

बाद में, यह एक जैविक Mott इन्सुलेटर (κ-(BEDT-TTF) में देखा गया2साथ2(सीएन)3) 2003 में कानोडा के समूह द्वारा। यह स्पिनन फर्मी सतह (तथाकथित यूनिफॉर्म आरवीबी स्टेट) के साथ एक गैपलेस स्पिन लिक्विड के अनुरूप हो सकता है। इस ऑर्गेनिक क्वांटम स्पिन लिक्विड कंपाउंड के अजीबोगरीब फेज डायग्राम को पहले म्यूऑन स्पिन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके पूरी तरह से मैप किया गया था।

हर्बर्टस्मिथाइट
हर्बर्टस्मिथाइट सबसे व्यापक रूप से अध्ययन की जाने वाली QSL उम्मीदवार सामग्री में से एक है। यह रासायनिक संरचना ZnCu वाला एक खनिज है3(ओह)6क्लोरीन2 और एक rhombohedral क्रिस्टल संरचना। विशेष रूप से, इस संरचना के भीतर तांबे के आयन कगोम जाली की द्वि-आयामी परतों को ढेर करते हैं। इसके अतिरिक्त, ऑक्सीजन बॉन्ड पर superexchange, के बीच एक मजबूत एंटीफेरोमैग्नेटिक इंटरैक्शन बनाता है $$S=1/2$$ तांबा एक परत के भीतर घूमता है, जबकि परतों के बीच युग्मन नगण्य होता है।  इसलिए, यह कगोम जाली पर एंटीफेरोमैग्नेटिक स्पिन -1/2 हाइजेनबर्ग मॉडल का एक अच्छा अहसास है, जो क्वांटम स्पिन तरल का एक प्रोटोटाइपिकल सैद्धांतिक उदाहरण है।

सिंथेटिक, पॉलीक्रिस्टलाइन हर्बर्टस्मिथाइट पाउडर पहली बार 2005 में रिपोर्ट किया गया था, और प्रारंभिक चुंबकीय संवेदनशीलता अध्ययन ने 2K के नीचे चुंबकीय क्रम का कोई संकेत नहीं दिखाया। बाद के एक अध्ययन में, चुंबकीय क्रम की अनुपस्थिति को 50 mK तक सत्यापित किया गया था, अप्रत्यास्थ न्यूट्रॉन प्रकीर्णन मापों ने कम ऊर्जा स्पिन उत्तेजनाओं के एक व्यापक स्पेक्ट्रम का खुलासा किया, और कम तापमान वाले विशिष्ट ताप मापों में पावर लॉ स्केलिंग थी। इसने गैपलेस के साथ एक स्पिन तरल अवस्था के लिए सम्मोहक साक्ष्य दिए $$S=1/2$$ स्पिनन उत्तेजना।  सहित अतिरिक्त प्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला 17ओ एनएमआर, और गतिशील चुंबकीय संरचना कारक के न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी,  गैपलेस स्पिन तरल सामग्री के रूप में हर्बर्टस्मिथाइट की पहचान को सुदृढ़ किया, हालांकि सटीक लक्षण वर्णन 2010 तक अस्पष्ट रहा।

2011 में हर्बर्टस्मिथाइट के बड़े (मिलीमीटर आकार) एकल क्रिस्टल उगाए गए और उनकी विशेषता बताई गई। ये संभावित स्पिन तरल गुणों के अधिक सटीक माप को सक्षम करते हैं। विशेष रूप से, संवेग-समाधान अप्रत्यास्थ न्यूट्रॉन प्रकीर्णन प्रयोगों ने उत्तेजनाओं की एक व्यापक निरंतरता दिखाई। इसे गैपलेस, फ्रैक्शनलाइज्ड स्पिनॉन्स के साक्ष्य के रूप में व्याख्यायित किया गया था।  अनुवर्ती प्रयोग (उपयोग 17O NMR और उच्च-रिज़ॉल्यूशन, कम-ऊर्जा न्यूट्रॉन प्रकीर्णन) ने इस तस्वीर को परिष्कृत किया और निर्धारित किया कि वास्तव में 0.07-0.09 meV का एक छोटा स्पिनॉन उत्तेजना अंतराल था।

कुछ माप क्वांटम महत्वपूर्ण बिंदु  बिहेवियर के सूचक थे। इस सामग्री की चुंबकीय प्रतिक्रिया थोक एसी इलेक्ट्रिक संवेदनशीलता और कम ऊर्जा गतिशील संवेदनशीलता दोनों में स्केलिंग संबंध प्रदर्शित करती है, चुंबकीय क्षेत्र के आधार पर कम तापमान ताप क्षमता के साथ।  यह स्केलिंग कुछ क्वांटम एंटीफेरोमैग्नेट्स, भारी फर्मियन सामग्री | भारी-फर्मियन धातु और द्वि-आयामी में देखा जाता है 3वह क्वांटम क्रिटिकल पॉइंट से निकटता के हस्ताक्षर के रूप में।

2020 में हर्बर्टस्मिथाइट (~10 एनएम) के मोनोडिस्पर्स सिंगल-क्रिस्टल नैनोकणों को गैस-प्रसार इलेक्ट्रोक्रिस्टलीकरण का उपयोग करते हुए, कमरे के तापमान पर संश्लेषित किया गया था, जिससे पता चलता है कि उनकी स्पिन तरल प्रकृति इतने छोटे आयामों पर बनी रहती है।



इसमें U(1)-Dirac spin लिक्विड हो सकता है।

किताएव स्पिन तरल पदार्थ
क्वांटम स्पिन तरल का एक और सबूत अगस्त 2015 में 2-आयामी सामग्री में देखा गया था। ओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला  के शोधकर्ता, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के भौतिकविदों और ड्रेसडेन, जर्मनी में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर द फिजिक्स ऑफ कॉम्प्लेक्स सिस्टम्स के साथ सहयोग कर रहे हैं।, ग्राफीन जैसी संरचना वाली दो आयामी सामग्री में मेजराना फर्मियन के रूप में जाने जाने वाले इन भिन्नात्मक कणों के पहले हस्ताक्षरों को मापा। उनके प्रायोगिक परिणाम क्वांटम स्पिन तरल के लिए मुख्य सैद्धांतिक मॉडल में से एक के साथ सफलतापूर्वक मेल खाते हैं, जिसे किताएव मधुकोश मॉडल के रूप में जाना जाता है।

मजबूत सहसंबद्ध क्वांटम स्पिन तरल
दृढ़ता से सहसंबद्ध क्वांटम स्पिन तरल (एससीक्यूएसएल) संभावित क्वांटम स्पिन तरल (क्यूएसएल) का एक विशिष्ट अहसास है। एक नए प्रकार के दृढ़ता से सहसंबद्ध विद्युत इन्सुलेटर (बिजली) (एससीआई) का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें एक अपवाद के साथ भारी फ़र्मियन धातुओं के गुण होते हैं: यह विद्युत आवेश के प्रवाह का प्रतिरोध करता है।  कम तापमान T पर इस प्रकार के इन्सुलेटर की विशिष्ट ऊष्मा T के समानुपाती होती हैn, n = 3 के बजाय n कम या बराबर 1 के साथ, जैसा कि एक पारंपरिक इन्सुलेटर के मामले में होना चाहिए जिसकी ताप क्षमता T के समानुपाती होती है 3। जब चुंबकीय क्षेत्र बी को एससीआई पर लागू किया जाता है तो पारंपरिक इंसुलेटर के विपरीत विशिष्ट गर्मी बी पर दृढ़ता से निर्भर करती है। एससीआई के कुछ उम्मीदवार हैं; उनमें से सबसे होनहार हर्बर्टस्मिथाइट है, रासायनिक संरचना ZnCu वाला एक खनिज3(ओह)6क्लोरीन2.

कगोम प्रकार
सीए10करोड़7O28 एक कुंठित कगोम धातु है, जो 1 K से भी नीचे लंबी दूरी के क्रम को विकसित नहीं करती है, और इसमें अंतरहीन उत्तेजनाओं का एक फैला हुआ स्पेक्ट्रम है।

टोरिक कोड प्रकार
दिसंबर 2021 में टोरिक कोड प्रकार के क्वांटम स्पिन तरल का पहला प्रत्यक्ष माप रिपोर्ट किया गया था, यह दो टीमों द्वारा हासिल किया गया था: एक  कितना प्रोसेसर  पर जमीनी स्थिति और किसी भी उत्तेजना की खोज और दूसरा एक सैद्धांतिक खाका लागू करना एक  वह कितना दिखावा करता है  पर ऑप्टिकल चिमटी के साथ आयोजित रूबी जाली पर परमाणुओं की संख्या।

विशिष्ट गुण: संस्थानिक फर्मियन संघनन क्वांटम चरण संक्रमण
भारी फ़र्मियन (एचएफ) धातुओं और दो आयामी हीलियम -3 पर एकत्रित प्रयोगात्मक तथ्यों से पता चलता है कि क्यूसिपार्टिकल प्रभावी द्रव्यमान (ठोस अवस्था भौतिकी)  एम * बहुत बड़ा है, या यहां तक ​​कि विचलन भी करता है। टोपोलॉजिकल फर्मियन कंडेनसेशन क्वांटम फेज ट्रांजिशन (FCQPT)  quisiparticles  को संरक्षित करता है, और फर्मी स्तर पर फ्लैट ऊर्जा बैंड बनाता है। FCQPT का उद्भव सीधे प्रभावी द्रव्यमान (सॉलिड-स्टेट फिजिक्स) M* की असीमित वृद्धि से संबंधित है।  FCQPT के पास, M* तापमान T, संख्या घनत्व x, चुंबकीय क्षेत्र 'B' और अन्य बाहरी मापदंडों जैसे दबाव P, आदि पर निर्भर होना शुरू कर देता है। लैंडौ प्रतिमान के विपरीत यह धारणा है कि प्रभावी द्रव्यमान लगभग स्थिर है, एफसीक्यूपीटी सिद्धांत में नए quisicrystals का प्रभावी द्रव्यमान दृढ़ता से टी, एक्स, 'बी' आदि पर निर्भर करता है। इसलिए, कई प्रयोगात्मक तथ्यों से सहमत/व्याख्या करने के लिए, एफसीक्यूपीटी पर आधारित विस्तारित क्वासिपार्टिकल्स प्रतिमान पेश किया जाना है। यहाँ मुख्य बिंदु यह है कि अच्छी तरह से परिभाषित क्वासिपार्टिकल्स दृढ़ता से सहसंबद्ध फर्मी सिस्टम के  thermodynamic, विश्राम (भौतिकी), बहुआयामी स्केलिंग और परिवहन गुणों का निर्धारण करते हैं और एम * टी, एक्स, 'बी', पी, आदि का एक कार्य बन जाता है। बहुत अलग दृढ़ता से सहसंबद्ध फर्मी सिस्टम के लिए एकत्रित डेटा सार्वभौमिक स्केलिंग व्यवहार प्रदर्शित करता है; दूसरे शब्दों में, दृढ़ता से सहसंबद्ध फ़र्मियन के साथ अलग सामग्री अप्रत्याशित रूप से एक समान हो जाती है, इस प्रकार एचएफ धातु, क्वासिक क्रिस्टल, क्वांटम स्पिन तरल, दो आयामी हीलियम -3, और उच्च तापमान सुपरकंडक्टिविटी प्रदर्शित करने वाले रासायनिक यौगिकों से युक्त पदार्थ की एक नई स्थिति बनती है।

अनुप्रयोग
क्वांटम स्पिन तरल अवस्थाओं का समर्थन करने वाली सामग्री में डेटा स्टोरेज और मेमोरी में अनुप्रयोग हो सकते हैं। विशेष रूप से, स्पिन-लिक्विड स्टेट्स के माध्यम से टोपोलॉजिकल क्वांटम कम्प्यूटेशन को महसूस करना संभव है। क्वांटम स्पिन तरल पदार्थ के विकास से उच्च तापमान अतिचालकता को समझने में भी मदद मिल सकती है।