I superconduttori sono materiali quantistici che sono perfetti trasmettitori di elettricità e informazioni elettroniche. Sebbene costituiscano la base tecnologica del calcolo quantistico a stato solido, sono anche il principale fattore limitante perché i superconduttori convenzionali funzionano solo a temperature vicine a -270 °C. Ciò ha motivato una corsa mondiale per cercare di scoprire superconduttori a temperatura più elevata. Materiali contenenti CuO ₂ gli strati di cristallo (cuprati) sono, attualmente, il miglior candidato per la superconduttività alla temperatura più alta, funzionamento a circa -120 °C. Ma la superconduttività a temperatura ambiente in questi composti sembra essere frustrata dall'esistenza di una fase elettronica concorrente, e recentemente l'attenzione si è concentrata sull'identificazione e il controllo di quella misteriosa seconda fase.

La superconduttività si verifica quando gli elettroni formano coppie di spin opposto e momento opposto, e queste "coppie Cooper" si condensano in un fluido elettronico omogeneo. Però, la teoria consente anche la possibilità che queste coppie di elettroni si cristallizzino in uno stato di "onda di densità di coppia" (PDW) in cui la densità delle coppie modula periodicamente nello spazio. È emerso un intenso interesse teorico sul fatto che tale PDW sia la fase concorrente nei cuprati.

Per cercare prove di un tale stato PDW, un team guidato dal Prof. JC Seamus Davis (Università di Oxford) e dal Prof. Andrew P. Mackenzie (Max Planck Institute CPfS, Dresda) con i principali collaboratori Dr. Stephen D. Edkins e Dr. Mohammad Hamidian (Cornell University) e Dr. Kazuhiro Fujita (Brookhaven National Lab.), utilizzato campi magnetici elevati per sopprimere la superconduttività omogenea nel superconduttore cuprato Bi ₂ Sr ₂ Circa ₂ CuO ₂ . Hanno quindi effettuato la visualizzazione su scala atomica della struttura elettronica della nuova fase indotta dal campo. In queste circostanze, sono state scoperte modulazioni nella densità di stati elettronici contenenti firme multiple di uno stato PDW. I fenomeni sono in accordo dettagliato con le previsioni teoriche per uno stato PDW indotto dal campo, implicando che si tratta di un'onda di densità di coppia che compete con la superconduttività nei cuprati.

Questa scoperta rende chiaro che per comprendere il meccanismo dietro l'enigmatica superconduttività ad alta temperatura dei cuprati, questo esotico stato PDW deve essere preso in considerazione, e quindi apre una nuova frontiera nella ricerca cuprate.