Экзотическая сильнокоррелированная квантовая спиновая жидкость (СККСЖ), состоящая из квазичастиц-спинонов со спином S = 1/2 и нулевым зарядом, формируется кагоме решеткой в изоляторе гербертсмитите ZnCu3 (OH)6Cl2. Спиноны заполняют ферми-сферу с граничным импульсом р р . Проведены расчеты термодинамических и релаксационных свойств КСЖ. Результаты находятся в хорошем согласии с данными экспериментов. Наши вычисления выявили фундаментальные свойства СККСЖ: жидкость находится вблизи ферми-конденсатного квантового фазового перехода, а ее поведение идентично поведению сильнокоррелированных ферми-систем с тяжелыми фермионами (ТФ ) и 2D 3He. Предсказано, что тепловое сопротивление СККСЖ при постоянной температуре T и в магнитных полях B имеет поведение, аналогичное наблюдаемому в металлах с ТФ. Ключевым свойством КСЖ является спин-зарядовое разделение, когда заряд электрона локализован, а спин образует КСЖ, поэтому низкотемпературные термодинамические и транспортные свойства изолятора ZnCu3 (OH)6Cl2 подобны соответствующим свойствам металла с ТФ, а не изолятора.

Exotic strongly correlated quantum spin liquid (SCQSL) is formed in an insulator Herbertsmithite ZnCu3(OH)6Cl2 with such hypothetic particles as fermionic spinons carrying spin 1=2 and no charge. Here we calculate its thermodynamic and relaxation properties. Our calculations unveil the fundamental properties of SCQSL, forming strongly correlated Fermi system located at a fermion condensation quantum phase transition. These are in good agreement with experimental data and allow us to detect the behavior of SCQSL as that observed in heavy fermion metals and 2D 3He. We predict that the thermal resistivity of SCQSL under the application of magnetic fields at fixed temperature demonstrates a very specific behavior. The key features of our findings are the presence of spin-charge separation and QSL formed with itinerant heavy spinons in herbertsmithite.