A kutatók már több mint száz éve ismerik az alkáli fémek – a periódusos rendszer legbaloldalibb oszlopának elemei – ammóniás oldatainak különleges tulajdonságait. "Már az 1800-as évek eleje óta ismert", mondja Klein, "hogy az ammónia képes feloldani az alkáli fémeket, és az oldat képes a színváltoztatásra. De csak az utóbbi harminc évben kezdôdtek az intenzívebb vizsgálatok."
A kis koncentrációjú fém–ammónia oldat kék színû, és úgy viselkedik, mint egy elektrolit – azaz a fématomok egy elektron elvesztésével pozitív ionokká válnak, míg az oldatban lévô szabad elektron a negatív ion szerepét játssza el. Vezeti ugyan az áramot, akárcsak a sós víz vagy az akkumulátorokban lévô sav, de a vezetési tulajdonságai mégis inkább a szigetelôkéhez hasonlatosak, nem pedig a fémekéhez.
10 százaléknyi vagy annál nagyobb fémkoncentrációnál az oldat rezes-bronzos színûvé válik. A színváltozással együtt az elektromos vezetôképesség is változik, nagyobb lesz – akárcsak egy folyékony fémé. Hogyan történik ez a változás? Mi az, amitôl az elektronállapot szigetelôbôl fémessé változik? A kísérletek kimérték a változást, elméletek is születtek arról, hogy nagy vonalakban mi történik. Azonban mindezidáig nem volt eszköz ahhoz, hogy olyan számításokat végezhessenek, amelyek számszerûen is le tudnák írni a folyamatot.
"Hogyan érthetnénk meg számítógépek nélkül, mi történik?", kérdezi Klein. "Korábban nem voltak meg a megoldáshoz szükséges eszközök. Ugyanis a probléma eléggé összetett: oldatban lévô ionokról és elektronokról van szó, ráadásul az elektronállapot kötöttrôl delokalizáltra változik – hát ezt elég nehéz lenne analitikusan leírni."