Dans un cristal solide, semblable à un gâteau en couches d'atomes de lanthane, d'oxygène et d'hydrogène, l'électricité n'est pas transportée par des électrons, mais par les ions hydrogène eux-mêmes. Habituellement, un ion dans un cristal reste dans sa cellule, comme un petit pois dans sa cosse, et ne saute que rarement dans une cellule voisine vide. Mais dans ce matériau, tout est différent.

Les physiciens ont irradié le cristal avec des particules subatomiques – des muons – qui se sont placés entre les atomes et ont « ressenti » le mouvement de leurs voisins. Il s'est avéré qu'autour de 160 degrés Kelvin (environ -113 degrés Celsius), les ions hydrogène commencent à se déplacer de manière coordonnée, comme des molécules dans une mélasse épaisse. Leurs sauts dépendent de la présence de sites vacants à proximité : pas de cellule vide, pas de saut.

Cette contradiction a conduit les scientifiques à penser que, lorsqu'il est chauffé, les ions hydrogène cessent de se comporter comme des particules individuelles et se transforment en une sorte de liquide visqueux qui « gèle » lors du refroidissement, comme du verre. Ce comportement explique pourquoi le cristal conduit si bien le courant par ions hydrogène.

On comprend maintenant mieux comment fonctionnent les électrolytes solides à hydrogène. Si l'on parvient à contrôler ce « liquide » à l'intérieur du cristal, on pourrait créer des batteries et des piles à combustible qui fonctionnent plus rapidement et plus fiablement.