二十世纪凝聚态物理有两大支柱理论：一是朗道费米液体理论；二是朗道对称性破缺理论。朗道费米液体理论几乎可以理解所有的金属，朗道对称性破缺理论几乎可理解凝聚态体系所有的相。这两个支柱型的理论框架只是到了二十世纪八十年代随着分数量子霍尔效应的发现才逐渐被挑战。
如同分数量子霍尔效应一样，量子自旋液体代表了一类新奇的量子态，它无法由传统的朗道对称性破缺理论框架来描述。量子自旋液体这个概念的提出得益于P.W. Anderson。他首次在三角晶格里提出RVB量子自旋液体这个概念，80年代高温超导发现以后，他再次把这个概念引入到高温超导里，他认为RVB量子自旋液体是高温超导的母态，这个态在掺杂之后会变成高温超导。虽然量子自旋液体是否与高温超导有关仍然值得商榷，但是量子自旋液体这个态本身是否能够在自然界中存在已经是一个非常重要的话题。经过过去10-20年的研究，我们对量子自旋液体的理论和基本物理性质有了很深入的了解，但是仍然没有在实验系统中确认它的存在。在过去的十年中，实验物理学家发现很多量子自旋液体的候选材料，但是依然没有找到量子自旋液体的直接证据。 困难是多方面的，候选的材料本身有各种各样的问题，比如无法制备成单晶，无法做中子散射，杂质太多等等，理论的理解也受制于对微观模型理解的不足，无法得到准确的微观模型，因此也无法把理论和实验进行合理的对比。
这个工作克服了之前所有量子自旋液体材料的大量困难。我们的实验学家(张清明教授和李岳生博士)不仅仅制备出了高质量的单晶样品，而且在理论上提供了准确的模型。通过热力学测量和电子自旋共振谱学测量验证了理论模型的准确性。
图为YbMgGaO4形成的三角晶格。
这个体系是YbMgGaO4，其中Yb离子形成完美的三角晶格(见图)，Yb离子形成有效自旋1/2的局域磁矩，所以这是一个完美的自旋1/2的三角晶格系统。这个体系具有比之前存在的量子自旋液体候选体系更加fundamental的意义，这体现在以下几个方面。
第一， 凝聚态物理中有一个Hastings-Oshikawa-Lieb-Shultz-Mattis定理，这个定理处理的是具有奇数个电子的莫特绝缘体，也就说如果没有随机对称破缺，那么系统的基态就应该是奇异的。但是这个定理要求系统拥有一个整体的U(1)对称性，我们知道任何凝聚态材料都不会有这样的整体的自旋的U(1)对称，所以这个定理没有应用到真实的物理体系。最近，加州伯克利和加州圣芭芭拉理论工作者把这个定理推广到带有自旋轨道耦合的莫特绝缘体，他们指出只要系统保持时间反演对称，只要系统元胞中拥有奇数个电子，那体系的基态就一定是非平庸的。按照我们对量子自旋液体这个领域的了解，我们认为YbMgGaO4是第一个具有很强自旋轨道耦合且元胞中带有奇数个电子的自旋液体的体系。这印证了最近的理论进展。
第二， 这个体系第一次清楚地观察到了T^2/3的低温比热行为，这是前所未有的，这和一种叫做带有自旋子费米面的U(1)量子自旋液体的比热行为是一致的，出现这种行为的原因是U(1)规范涨落导致系统变成一个自旋子的非费米液体。
第三， 我们对系统的微观相互作用有很清楚的理解。我们能够相对确切地写下相互作用的形式，并了解是什么样的相互作用导致了在这个体系中出现量子自旋液体。进一步的理论计算还在进行当中。
《物理学评论快报》的审稿人认为“This manuscript presents very interesting, careful and robust experimental and theoretical results that will spark wide interest.” 这个工作已经在《物理学评论快报》（Phys. Rev. Lett. 115,167203）上发表。
这个工作是和人民大学的张清明教授、李岳生博士以及上海交通大学的王孝群教授和Wei Tong, Li Pi, Juanjuan Liu, Zhaorong Yang等合作完成的，其中人民大学的张清明教授和复旦大学的陈钢教授是这个工作的通讯作者。
人民大学的张清明教授、李岳生博士和于伟强教授还在继续后续的实验工作，复旦大学的赵俊教授和李世燕教授也在分别进行中子散射和热输运方面的实验，我们期待着他们激动人心的实验结果。同时，上海交通大学的王孝群教授和复旦的陈钢教授等人后续的理论工作也在加紧进行，期待会和实验有进一步的结合。