Внутри газовых гигантов, таких как Сатурн и Юпитер, гелий присутствует в особом состоянии жидкого металла, то есть он течет и проводит электрический ток. Это удалось доказать ученым из Университета Беркли с помощью компьютерного моделирования. Работа авторов опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
При нормальном атмосферном давлении гелий представляет собой прозрачный газ без цвета и запаха, который не проводит электрический ток. Численное решение квантовых уравнений состояния вещества с помощью компьютера показало, что в недрах газовых гигантов (давление 12 миллионов атмосфер, температура от 10 до 20 тысяч градусов по Цельсию) он находится в жидком состоянии и обладает проводимостью. Гелий составляет от пяти до десяти процентов материи Вселенной, однако до этого исследования ученые считали, что в металлическом виде он встречается достаточно редко.
Полученные результаты вступают в противоречие с традиционной теорией. Считается, что чем выше температура, тем сильнее колеблются атомы вещества, препятствуя движению электронов. Однако при большом давлении был обнаружен следующий эффект – атомы начинают колебаться настолько сильно, что "теряют" свои электроны. Образуются так называемые дырки. Если к гелию в таком состоянии приложить напряжение, то электроны, начинают двигаться скачками: они заполняют дыры ближайшего атома, который, в свою очередь, скидывает их в сторону следующего атома с дырками и так далее. Возникает движение заряженных частиц, то есть ток.
Ученые надеются, что новые результаты помогут лучше понять термическую эволюцию газовых гигантов, поскольку объясняют их состав.