对于等离子体岛屿问题，科学家曾单独地发表了论文。上世纪80年代中期，法国物理学家保罗-亨利·芮布特在一次会议上介绍了辐射形成的岛屿，但是没有刊登在杂志上。大约10年后，德国物理学家沃尔夫冈·苏特偌普推测岛屿与“热密度界限”相关。盖茨表示，苏特偌普虽然没有将等离子体岛屿直接与“热密度界限”联系起来，但是他的研究文章事实上启发了自己的研究。1996年，盖茨与苏特偌普同在德国马普等离子体物理研究所从事过托卡马克实验，转年才进入普林斯顿等离子体物理实验室工作。
2011年初，关于等离子体岛屿问题几乎从盖茨脑海中消失。然而，与德尔嘎多-阿帕瑞奇欧进行的一次涉及Alcator C-Mod托卡马克中等离子体发生岛屿的交谈，重新点燃了他对该问题的兴趣。德尔嘎多-阿帕瑞奇欧提到普林斯顿等离子体物理实验室的科学家在上世纪80年代首次观察到等离子体中出现螺丝锥形状气团的现象，德国物理学家亚瑟·韦勒为报告此现象的第一人。
在交谈后，盖茨让德尔嘎多-阿帕瑞奇欧查阅芮布特和苏特偌普的文章。8个月后，德尔嘎多-阿帕瑞奇欧给盖茨发送了一份电子邮件，阐述了螺丝锥形状气团的行为。最让盖茨感到激动的是暗示着“热密度界限”的岛屿生长方程，它是对英国物理学家保罗·卢瑟福基于上世纪80年代相关研究推导出的方程式进行修改而来。盖茨认为，如果苏特偌普对岛屿的认识是准确的，那么这个方程应该描述的是“热密度界限”。
盖茨和德尔嘎多-阿帕瑞奇欧在办公室中进行演算时发现，他们并不需要整个方程式，仅仅将重点集中在等离子体电子密度和岛屿热辐射，便推导出描述热损耗超过电子密度的方程式。这转而帮助他们寻找到了有望是隐藏在“热密度界限”背后的机理。
在谈及科学家过去为何没能获得类似的热密度界限理论时，盖茨认为，答案在于相关的研究思想渗透或传播至科学界的过程。热辐射形成岛屿的观点从没有公开得到大量的报道，人们仅仅视其为有趣的观点。人们通常通过出版物传播信息，然而“热密度界限”的理念最初没有传播开来。
盖茨和德尔嘎多-阿帕瑞奇欧希望能够在麻省理工学院名为Alcator C-Mod的托卡马克核聚变环装置以及圣地亚哥通用原子公司的DⅢ-D托卡马克环上，通过实验验证他们的理论。其中的目标之一是他们打算了解能否通过直接向等离子体的岛屿注入能量让其具有更高的密度。如果能够提高密度，那么未来的托卡马克环就能达到极高的热密度，实现核聚变所需的1亿摄氏度的温度。
征服“热密度界限”难题将为未来托卡马克环装置实现自持续核聚变反应发电提供改进的途径，这其中包括取代国际热核实验反应堆（ITER）的核聚变装置。国际热核实验反应堆由欧共体、美国及其他5个国家共同支持建造，其造价达200亿美元。(新华网)