Denser hydrogen inferred from first-principles simulations challenges Jupiter’s interior models
Rattachement africain : ch, jp, it. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
First-principles modeling of dense hydrogen is crucial in materials and planetary sciences. Despite its apparent simplicity, predicting the ionic and electronic structure of hydrogen is a formidable challenge, and it is connected with the insulator-to-metal transition, a century-old problem in condensed matter. Accurate simulations of liquid hydrogen are also essential for modeling gas giant planets. Here, we perform an exhaustive study of the equation of state of hydrogen using density functional theory (DFT) and quantum Monte Carlo simulations. We find that the pressure predicted by DFT may vary qualitatively when using different functionals. The predictive power of first-principles simulations is restored by validating each functional against higher-level wavefunction theories, represented by computationally intensive variational and diffusion Monte Carlo calculations. Our simulations provide evidence that hydrogen is denser at planetary conditions, compared to currently used equations of state. For Jupiter, this implies a lower bulk metallicity (i.e., a smaller mass of heavy elements). Our results further amplify the inconsistency between Jupiter’s atmospheric metallicity measured by the Galileo probe and the envelope metallicity inferred from interior models.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Denser hydrogen inferred from first-principles simulations challenges Jupiter’s interior models
- Date Crossref
- 27/01/2026
- Éditeur
- American Physical Society (APS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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University of Zurich pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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National Institute for Materials Science pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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RIKEN Center for Emergent Matter Science pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Center for Emergent Matter Science (CEMS) pays non établi dans la noticeInstitution
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International School for Advanced Studies (SISSA) pays non établi dans la noticeInstitution
University of Zurich, National Institute for Materials Science et RIKEN Center for Emergent Matter Science, avec 3 autres affiliations.
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