Dans certains cristaux, les électrons ne sont pas répartis uniformément mais alternent : sur un atome, ils sont plus nombreux, sur l'atome voisin, moins nombreux. On obtient un motif qui ressemble à un échiquier. Ce motif est appelé ordre de charge. On le considérait auparavant comme figé, mais on a récemment découvert qu'on peut le retourner avec un champ électrique, tout comme on retourne l'ordre magnétique avec un courant. Restait à comprendre comment le champ s'y prend exactement.
Les physiciens ont imaginé une façon simple de décrire la situation. Chaque atome du cristal peut être soit vide, soit occupé par deux électrons à la fois. Ces deux états ont été représentés par une flèche pointant vers le haut ou vers le bas, appelée pseudo-spin (ce n'est pas un vrai spin, juste une étiquette pratique). Dans cette description, l'ordre de charge ressemble à un antiferromagnétique : les flèches sur les atomes voisins pointent dans des directions opposées. Et le champ électrique agit sur ces flèches comme s'il les tirait dans des directions différentes.
Cette découverte permet de contrôler l'ordre de charge à l'aide d'un champ électrique. Auparavant, une telle possibilité n'existait pas, car il n'y avait pas de théorie reliant le champ à l'inversion du motif. Désormais, l'ordre de charge peut être utilisé pour stocker et traiter l'information, de la même manière qu'on utilise aujourd'hui les bits magnétiques.
La fréquence des excitations collectives de pseudo-spin de l'ordre de charge se situe dans la gamme térahertz, c'est-à-dire de l'ordre de mille milliards d'oscillations par seconde. C'est un million de fois plus rapide que la fréquence d'images typique au cinéma.