Il mimetismo di laboratorio ha permesso a un team internazionale di fisici, tra cui Alexander Goncharov di Carnegie, di sondare l'idrogeno nelle condizioni che si trovano all'interno di pianeti giganti, dove gli esperti ritengono che venga schiacciato fino a diventare un metallo liquido, in grado di condurre elettricità. Il loro lavoro è pubblicato in Scienza .

L'idrogeno è l'elemento più abbondante nell'universo e il più semplice, formato da un solo protone e un elettrone in ciascun atomo. Ma quella semplicità è ingannevole, perché c'è ancora tanto da imparare a riguardo, compreso il suo comportamento in condizioni non riscontrabili sulla Terra.

Per esempio, sebbene l'idrogeno sulla superficie dei pianeti giganti, come Giove e Saturno del nostro Sistema Solare, è un gas, proprio come è sul nostro pianeta, nel profondo di questi giganteschi interni planetari, gli scienziati credono che diventi un liquido metallico.

"Questa trasformazione è stata per lungo tempo al centro dell'attenzione della fisica e delle scienze planetarie, ", ha affermato l'autore principale Peter Celliers del Lawrence Livermore National Laboratory.

Il team di ricerca, che comprendeva anche scienziati della Commissione francese per le energie alternative e l'energia atomica, Università di Edimburgo, Università di Rochester, Università della California Berkeley, e la George Washington University, focalizzata su questa transizione da gas a liquido metallico nel deuterio isotopico più pesante dell'idrogeno molecolare. (Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento che hanno lo stesso numero di protoni ma un diverso numero di neutroni.)

Hanno studiato come la capacità del deuterio di assorbire o riflettere la luce cambiasse fino a quasi sei milioni di volte la normale pressione atmosferica (600 gigapascal) e a temperature inferiori a 1, 700 gradi Celsius (circa 3, 140 gradi Fahrenheit). La riflettività può indicare che un materiale è metallico.

Hanno scoperto che a circa 1,5 milioni di volte la normale pressione atmosferica (150 gigapascal) il deuterio passa da trasparente a opaco, assorbendo la luce invece di lasciarla passare. Ma una transizione verso la riflettività simile al metallo è iniziata a quasi 2 milioni di volte la normale pressione atmosferica (200 gigapascal).

"Per costruire modelli migliori di potenziale architettura esoplanetaria, questa transizione tra gas e idrogeno liquido metallico deve essere dimostrata e compresa, " Ha spiegato Goncharov. "Ecco perché ci siamo concentrati sull'individuazione dell'inizio della riflettività nel deuterio compresso, avvicinandoci ad una visione completa di questo importante processo".