美国华盛顿州卡内基研究所的物理学家首次间接地、强有力地证明了：氢气在高压下是一种金属。毛厚广（Ho-Kwang Mao）和罗斯尔 · 赫姆雷（Russel Hemley）发现，在相当于250万倍的大气压的持续压力下，氢气变成一种黑色的固态物质。这项研究工作有助于解决某些理论物理学和天体物理学中长期悬而未决的难题。

研究者将一个氢气样品夹在两个钻石砧之间，在绝对温度77 K下压缩而获得上述结果。但是，目前，他们无法证明所观察到的物品就是金属氢。欲得到证明，必须直接测量所获得的金属氢样品的导电性。然而该样品太小，很难保证用导线来连接时不发生短路。在没有找到某种方法来压缩稍大一些的氢气样品之前，毛和赫姆雷必须借助其它间接的测量方法。

赫姆雷说，这项研究最重要的意义就在于能更好地理解固体物理学的基本理论。自1935年以来，理论物理学家曾经预言过，当分子在高压下被压缩时，会游离成单个的原子，最后将得到一种导电性很强的金属。

与此同时，一些理论物理学家预言：这样一种金属将是一种不可压缩的液体，换句话说，这些金属的原子核就如我们所熟悉的普通液体状态时一样，彼此间可以自由运动；另一些物理学家预言：这种金属将是固体，并像典型的固体金属一样，其原子核是按一定的晶格整齐地排列在“电子海洋”之中。还有一些学者则认为：氢气即使在绝对零度也是液体，因为其原子核的质量特别小。海森堡测不准原理可能指的就是这些原子核晃动幅度太大，以致脱离了晶格的现象。

要从众多的争论中得出结论，理论学家须更深入地去研究和认识上述种种现象和诸如此类的原子核和电子。毛和赫姆雷为了确定压缩了的氢是固体还是液体，还必须在高压下进行X射线晶体学研究。

美国航空和航天局（NASA）资助了这项研究。因为天体物理学家也想知道在多高的压力和温度下氢气才能变为金属。已知木星和土星在它们的核心部位含有高压压缩过的氢。假如天体物理学家摸清了在什么样的条件下氢气可变为金属，就能知道在现有的这些星球上有多少氢气可金属化，因而就能知道这些金属化的氢气对该星球的电学性能起多大的作用。这一切又决定了这些星球大范围磁场的特性。

另外一种理论性预言是：金属氢可能在高温下具有超导能力。赫姆雷说：“如果真是那样，我们可以检验和高温超导体有关的理论。”这是因为氢气是所有化学元素中最简单的一种，它将会提供一种比至今生产的任何一类超导材料更加简单的系统来进行研究。

物理学家试图在高压下压缩氢气的试验已进行了好几年了。有些专家是使氢气承受瞬间高压，并观察到了电传导现象。然而赫姆雷和毛说：“由于测量电传导的有关技术的不确定性，这项研究值得进一步探讨。”

毛和赫姆雷在试验中让氢样品持续承受高压好几周时间。他们俩每次在仅几立方微米体积的氢样品上逐渐增加压力，使压力在不同程度下稳定地持续几小时或几天，由于他们加压到一个很微小的面积上，所以压力可能会很大。最终这种微小的钻石砧在250—300千兆帕斯卡的压力下被压碎了。

研究者观察到，当氢分子被迫靠得越来越近时，氢气的变化——由一种绝缘体转变为一种半导体，一种半金属，最后可能是金属。他们通过透明的钻石甚至用肉眼观察到了这种变化，而更重要的是，他们还监测到了光谱变化。

研究者还用激光照射样品，观察到了散射光。一些频率的光被分子键所吸收，并以变化了的频率重新发射光谱。这种光频率的偏移就是著名的拉曼效应，它是一种特殊键的典型光谱。毛和赫姆雷发现，随着压力的增加，这种频率偏移发生变化。这意味着分子氢键在变弱，即氢键在250千兆帕斯卡的压力下开始减弱。除此之外，他们还观察到分子状的氢逐渐游离并变成一种金属。

[New Scientist，1989年7月1日]