Un faisceau laser frappe une fine cible cachée à l'intérieur de couches d'un autre matériau. En quelques milliardièmes de seconde, la matière est comprimée jusqu'à une densité de 25 grammes par centimètre cube — c'est comme si un morceau de plomb devenait plus de deux fois plus lourd tout en restant en place. La température grimpe à 20 électronvolts, soit environ 230 000 fois plus chaud que la température ambiante. Cet état est appelé matière chaude et dense : ni solide, ni gaz, mais quelque chose d'intermédiaire, où les électrons sont déjà arrachés des atomes mais ne se sont pas encore complètement dispersés.

Pour sonder cet état, les scientifiques ont éclairé le plasma avec des rayons X. Les atomes de fer de la cible absorbent les rayons X à certaines énergies, et la forme de ces creux dans le spectre permet de déterminer combien d'électrons chaque atome a perdus et à quel point le milieu est chaud. Il s'est avéré que les modèles simples, qui tiennent compte des collisions entre particules et ajoutent grossièrement les effets de densité, ne correspondent pas aux mesures. En revanche, un calcul plus complexe, basé sur la mécanique quantique de plusieurs particules, reproduit mieux la forme générale du spectre, bien qu'il ne soit pas parfait non plus.

La différence entre les modèles montre que dans un plasma dense et chaud, les électrons s'influencent mutuellement plus fortement qu'on ne le pensait. Cela est important non seulement pour les expériences en laboratoire, mais aussi pour comprendre la structure interne de Jupiter ou les processus de fusion thermonucléaire par laser. Aucune théorie ne décrit encore tous les détails, mais la voie vers une meilleure description est tracée.