בעולם שבו אלקטרונים בדרך כלל מתנגשים ומאבדים אנרגיה, מוליכים-על מאפשרים להם לנוע ללא התנגדות. אך באורניום דיטלוריד גילו החוקרים משהו בלתי צפוי: גלים מסודרים של זוגות אלקטרונים נשמרים גם לאחר שהחומר מאבד את מצב מוליכות-העל שלו.
מוליכות-על נוצרת בטמפרטורות נמוכות מאוד, כאשר אלקטרונים יוצרים זוגות קופר ועוברים דרך הסריג הגבישי ללא הפסדים. בחומרים רגילים זוגות אלה מופיעים אך ורק במעבר פאזה. ואולם באורניום דיטלוריד, שהופך למוליך-על מתחת ל-2.1 קלווין, זוגות קופר יוצרים דפוסים מרחביים חוזרים — גלי צפיפות זוגית.
גלים כאלה נחזו כבר ב-2007, אך לא היו הוכחות ישירות לקיומם מחוץ לפאזת מוליכות-העל. חוקרים מאוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין השתמשו במיקרוסקופ מנהור סורק עם שדה מגנטי וקטורי ובדגימות איכותיות של החומר. הם תיעדו מודים אלקטרוניים אופייניים המגיבים לטמפרטורה ולשדה המגנטי בדיוק כפי שחוזה תורת גלי הצפיפות הזוגית.
המפתיע ביותר: מודים אלה נשמרים בטמפרטורות גבוהות באופן ניכר מנקודת המעבר הקריטית של מוליכות-העל. הפיזיקאי אדוארדו פרדקין השווה אותם לחיוך של חתול צ'שייר — עקבות שנשארות לאחר היעלמות הפאזה עצמה. אין זה אומר שהחומר נשאר מוליך-על בטמפרטורות גבוהות יותר, אך מראה שזוגות קופר יכולים להתקיים בצורה מאורגנת ללא תלות במצב היסוד.
אורניום דיטלוריד מעניין גם מפני שהוא נחשב למוליך-על נדיר מסוג ספין-טריפלט: לזוגות האלקטרונים בו יש כיוון מגנטי משל עצמם. התצפית בגלי צפיפות זוגית מסייעת להבין כיצד נוצרים בדיוק זוגות יוצאי דופן אלה ומדוע הם מתנהגים אחרת מאשר במוליכי-על קלאסיים.
הגילוי מקרב את הפיזיקאים לפענוח המנגנונים של מוליכות-על לא-שגרתית ועשוי להצביע על דרכים ליצירת חומרים הפועלים בטמפרטורות גבוהות יותר. הבנת מצבי הביניים הללו חשובה לטכנולוגיות עתידיות — מרשתות חסכוניות באנרגיה ועד למחשבים קוונטיים.
גלי צפיפות זוגית מראים שמוליכות-על אינה רק הפעלה או כיבוי, אלא תהליך מורכב עם שלבי ביניים שאפשר כעת לחקור ישירות.
