Le cristal uranium-arsenic (UAs2) sous pression se comporte comme une maison à deux pièces. Dans une pièce, les électrons restent sur place ; dans l'autre, ils se déplacent librement. Dans des conditions normales, c'est un classique « Kondo de réseau » : des électrons lourds, presque immobiles, sur les orbitales 5f5/2, sont entourés d'une mer d'électrons de conduction rapides. Il en résulte une bande plate — comme une étagère où la vitesse des électrons est presque nulle. C'est précisément ce que l'on observe dans les expériences de photoémission.
Dès que l'on comprime le cristal, le déménagement commence. Les électrons de l'orbitale 5f5/2, plus localisée, migrent vers l'orbitale 5f7/2, plus mobile. Le nombre total d'électrons de l'uranium ne change pas — c'est comme déplacer des affaires d'une valise vers une armoire sans quitter la pièce. Ce transfert de charge sélectif selon l'orbitale est un auto-dopage : le matériau modifie ses propriétés électroniques tout seul, sans ajout d'impuretés. En conséquence, les électrons passent d'un régime « je reste sur place » à un régime de valence mixte avec des fluctuations de charge renforcées. La structure électronique se réorganise radicalement.
Et c'est là qu'apparaît la supraconductivité — un record pour les matériaux à base d'uranium. Elle survient précisément lorsque la surface de Fermi est constituée de deux feuillets non connectés. Entre eux, il y a un « nesting » — une situation où l'on peut superposer un feuillet sur l'autre par une simple translation. Cela favorise l'appariement des électrons. Mais si la pression augmente encore un peu, les feuillets se courbent et fusionnent en un cylindre tridimensionnel — et la supraconductivité disparaît. Un mécanisme aussi sensible suggère que dans UAs2, les choses fonctionnent différemment des supraconducteurs classiques à fermions lourds : peut-être que les fluctuations de charge, et non magnétiques, jouent ici le rôle principal. La maison à deux pièces s'avère être un terrain idéal pour la danse quantique des électrons sans résistance.
L'uranium dans UAs2 se comporte comme un caméléon chimique : ses électrons peuvent être presque immobiles ou presque libres — et tout cela dans le même cristal, simplement grâce à la pression.
Dans le roman « Blindsight » de Peter Watts, des créatures extraterrestres utilisent des matériaux auto-dopants pour s'adapter instantanément à leur environnement — UAs2 fait quelque chose de similaire avec ses électrons.