السائل الكمومي المغزلي هو حالة غريبة من المادة، حيث تتصرف العزوم المغناطيسية للذرات (اللفائف المغزلية) مثل سائل: فهي تتقلب باستمرار ولا تتجمد في بنية منتظمة حتى عند درجات حرارة منخفضة للغاية درجات الحرارة. واحدة من أشهر النماذج النظرية لهذه الحالة اقترحها الفيزيائي أليكسي كتاييف. يصف هذا النموذج لفائف مغزلية مرتبة على شبكة سداسية (سداسية الأضلاع)، تتفاعل بطريقة خاصة — عبر ما يسمى بتبادل كتاييف، وهو نوع محدد من الارتباط المغناطيسي يعتمد على الاتجاه.
في الدراسة الجديدة، وسّع العلماء هذا النموذج بإدخال شحنات حرة — ثقوب (شواغر إلكترونية يمكنها التحرك عبر الشبكة)، وفحصوا ما إذا كانت الموصلية الفائقة الموصلية الفائقة — وهي حالة ذات مقاومة كهربائية صفرية — يمكن أن تنشأ. باستخدام طريقة حسابية قوية (القطر الدقيق أو تقنية مماثلة للأنظمة الكمومية)، اكتشفوا أن هذا ممكن بالفعل. علاوة على ذلك، يتحدد نوع الموصلية الفائقة الموصلية الفائقة بطبيعة التفاعل المغناطيسي في المادة.
إذا كان التفاعل مغناطيسيًا حديديًا — أي أن اللفائف المغزلية تميل إلى الاصطفاف بالتوازي مع بعضها البعض — فعند تركيز معتدل من الثقوب تنشأ موصلية فائقة ثلاثية الموصلية الفائقة. في هذه الحالة، تمتلك الأزواج الإلكترونية (أزواج كوبر) لفًا مغزليًا إجماليًا يساوي 1، على عكس الأزواج المفردة العادية ذات اللف المغزلي 0. هذه الموصلية الفائقة الثلاثية الموصلية الفائقة تتعايش بعناد مع المغناطيسية الحديدية، ولكنها تختفي عندما تصبح المادة ممغنطة بالكامل (تصل إلى التشبع المغناطيسي).
أما إذا كان التفاعل مغناطيسيًا مضادًا — أي أن اللفائف المغزلية المتجاورة تميل إلى أن تكون متعاكسة الاتجاه — فتصبح الصورة أكثر تعقيدًا. عند عدد قليل من الثقوب، لا تزال الموصلية الفائقة الثلاثية الموصلية الفائقة هي السائدة، ولكن مع زيادة عددها، تبدأ الموصلية الفائقة المفردة الموصلية الفائقة بتماثل d+id (دالة موجية خاصة للزوج تتغير إشارتها عند الدوران) في لعب الدور الرئيسي. هذا الانتقال السلس بين نوعي الاقتران ظاهرة نادرة ومثيرة للاهتمام، تشير إلى تنافس بين آليات كمومية مختلفة.
أظهر المؤلفون أيضًا أن الموصلية الفائقة الثلاثية الموصلية الفائقة تزداد مع نمو المغنطة وتصل إلى ذروتها قبل التشبع المغناطيسي الكامل بفترة وجيزة. وهذا يعطي مؤشرًا واضحًا للتجارب: ينبغي البحث عن الموصلية الفائقة غير العادية الموصلية الفائقة في مواد كتاييف المشوبة قليلاً (مع إضافة صغيرة من الثقوب)، والتي تكون على حافة الانتظام المغناطيسي.
يمكن أن تكون السوائل الكمومية المغزلية مفيدة لإنشاء الكيوبتات الطوبولوجية — عناصر حاسوب كمومي مقاومة للاضطرابات.