Lab-baserad mimik gjorde det möjligt för ett internationellt team av fysiker, inklusive Carnegies Alexander Goncharov, att undersöka väte under de förhållanden som finns i det inre av jätteplaneter - där experter tror att det blir klämt tills det blir en flytande metall, kan leda elektricitet. Deras arbete publiceras i Vetenskap .

Väte är det vanligaste grundämnet i universum och det enklaste - bestående av endast en proton och en elektron i varje atom. Men den enkelheten är vilseledande, för det finns fortfarande så mycket att lära om det, inklusive dess beteende under förhållanden som inte finns på jorden.

Till exempel, även om väte på ytan av jätteplaneter, som vårt solsystems Jupiter och Saturnus, är en gas, precis som det är på vår egen planet, djupt inne i dessa gigantiska planetariska interiörer, forskare tror att det blir en metallisk vätska.

"Denna transformation har varit ett långvarigt fokus för uppmärksamhet inom fysik och planetvetenskap, " sa huvudförfattaren Peter Celliers från Lawrence Livermore National Laboratory.

Forskargruppen – som också inkluderade forskare från den franska kommissionen för alternativ energi och atomenergi, University of Edinburgh, University of Rochester, University of California Berkeley, och George Washington University – fokuserade på denna gas-till-metallisk-vätska-övergång i molekylärt vätes tyngre isotop deuterium. (Isotoper är atomer av samma grundämne som har samma antal protoner men olika antal neutroner.)

De studerade hur deuteriums förmåga att absorbera eller reflektera ljus förändrades under upp till nästan sex miljoner gånger normalt atmosfärstryck (600 gigapascal) och vid temperaturer mindre än 1, 700 grader Celsius (cirka 3, 140 grader Fahrenheit). Reflexionsförmåga kan indikera att ett material är metalliskt.

De fann att under cirka 1,5 miljoner gånger normalt atmosfärstryck (150 gigapascal) bytte deuterium från transparent till ogenomskinligt - absorberande ljuset istället för att låta det passera igenom. Men en övergång till metallliknande reflektivitet började vid nästan 2 miljoner gånger normalt atmosfärstryck (200 gigapascal).

"För att bygga bättre modeller av potentiell exoplanetär arkitektur, denna övergång mellan gas och metalliskt flytande väte måste påvisas och förstås, " Goncharov förklarade. "Det är därför vi fokuserade på att lokalisera början av reflektivitet i komprimerat deuterium, flytta oss närmare en fullständig vision av denna viktiga process."