超導是一種奇妙的物理現象，它表現為某些材料在低溫下電阻突然消失，電流可以無損耗地流過。超導現象的本質是由庫珀在1956年提出的：在低溫下，電子之間會形成一種特殊的束縛態，稱為庫珀對。庫珀對之間相互排斥，從而避開了晶格中的雜質和振動，實現了無阻力運動。庫珀對可以看作是一個玻色子，它們可以凝聚到一個量子態，形成一個宏觀的波函數，稱為超流密度。這個波函數具有確定的相位和幅值，反映了超導體內部的相干性和對稱性。

在傳統的超導體中，庫珀對是由聲子（晶格振動）介導的，它們具有零的質心動量，也就是說，它們在空間上是均勻分布的。這樣的超導體具有很高的對稱性，可以用所謂的s波對稱性來描述。然而，在高溫超導體中，情況就不同了。高溫超導體是指在液氮溫度（77K）以上就能出現超導現象的材料，它們通常具有復雜的晶體結構和強關聯電子行為。高溫超導體中的庫珀對是由什么介導的？它們有什么樣的對稱性？這些問題至今沒有得到明確的答案。

一種可能的答案是：高溫超導體中存在一種非常規的超導態，稱為配對密度波（PDW）。PDW是一種庫珀對攜帶非零質心動量的超導態，它會打破平移對稱性，在空間上形成周期性或準周期性的調制。PDW可以看作是兩個反向運動的d波超流密度疊加而成，它們具有相反的相位和動量。PDW與普通的密度波不同，后者是由單個電子形成的空間有序態，例如電荷密度波或自旋密度波。PDW也與普通的d波超導不同，后者是由零動量的庫珀對形成的空間反對稱態，例如銅氧化物高溫超導體中的d波超導。

PDW是一種非常有趣的超導態，它可以解釋一些高溫超導體中觀察到的奇異現象，例如偶極子隧穿譜、磁場誘導的相變、奇數頻率超導等。然而，PDW的直接證據一直很難獲得，因為它通常與其他密度波序共存，或者只在強磁場下才能穩定存在。因此，人們一直在尋找一種零場下的原生PDW態，它不依賴于其他空間有序態的存在，也不受磁場的影響。

最近，一組研究人員在一種鐵基超導體EuRbFe4As4中發現了這樣一種零場下的原生PDW態。EuRbFe4As4是一種具有層狀結構的鐵基超導體，它在37K時發生超導轉變，在15K時發生反鐵磁轉變。這種材料的特點是它具有很強的自旋軌道耦合和電子關聯效應，這可能有利于形成非常規的超導態。

研究人員使用了一種非常敏感的探測工具，稱為掃描隧道顯微鏡（STM）。STM可以在原子尺度上測量材料表面的電子密度和能隙結構，從而揭示超導體內部的微觀物理。研究人員在低溫下對EuRbFe4As4進行了STM測量，發現了一些驚人的結果。

首先，他們發現，在低溫和零場下，EuRbFe4As4表面的超導能隙具有明顯的空間調制，呈現出一維的條紋狀結構。這些條紋沿著晶格的一個方向排列，具有不可公度（incommensurate）的周期，約為8個晶格常數。這些條紋在整個樣品表面都是一致的，表明它們具有很長的相干長度。這些條紋就是PDW態的直接證據，它們反映了庫珀對具有非零質心動量，在空間上形成了液晶型的配對密度波。

其次，他們發現，在溫度升高到15K時，即反鐵磁轉變溫度時，這些條紋消失了，但是均勻的超導能隙仍然存在，直到37K時才消失。這說明，在EuRbFe4As4中，PDW態是一個低溫相，它與反鐵磁序競爭而存在。當反鐵磁序消失后，PDW態也消失了，留下了一個普通的s波超導態。這個結果表明，在EuRbFe4As4中，PDW態是一個零場下的原生態，它不依賴于其他密度波序的存在。

最后，他們發現，在外加磁場下，PDW態也會消失。當磁場足夠強時，在樣品表面會形成渦旋，每個渦旋中心相當于一個局域化的磁通量子。在渦旋周圍有一個所謂的渦旋光環（vortex halo），它是一個超導能隙被破壞的區域。研究人員發現，在渦旋光環內，PDW態的條紋也消失了，只剩下均勻的超導能隙。這說明，PDW態對磁場非常敏感，一旦磁場超過某個臨界值，PDW態就會被破壞。這個結果也表明，在EuRbFe4As4中，PDW態是一個零場下的原生態，它不受磁場的影響。