Altas presiones

Percy Williams Bridgman recibió el Premio Nobel en 1946 por hacer avanzar este campo de la física en varias magnitudes de presión (de 400 MPa a 40.000 MPa). La lista de los padres fundadores de este campo incluye también los nombres de Harry George Drickamer, Tracy Hall, Francis P. Bundy, Leonid F. Vereschagin y Sergey M. Stishov.

Fue mediante la aplicación de alta presión y alta temperatura al carbono como se produjeron por primera vez los diamantes artificiales, así como muchos otros descubrimientos interesantes. Casi cualquier material, cuando se somete a alta presión, se compacta en una forma más densa, por ejemplo, el cuarzo, también llamado sílice o dióxido de silicio, adoptará primero una forma más densa conocida como coesita, y luego, al aplicar una presión aún mayor, formará la stishovita. Estas dos formas de sílice fueron descubiertas por primera vez por experimentadores de alta presión, pero luego se encontraron en la naturaleza en el lugar del impacto de un meteorito.

Es probable que los enlaces químicos cambien bajo alta presión, cuando el término P*V de la energía libre se hace comparable a las energías de los enlaces químicos típicos, es decir, a unos 100 GPa. Entre los cambios más llamativos se encuentran la metalización del oxígeno a 96 GPa (lo que convierte al oxígeno en un superconductor) y la transición del sodio de un metal casi libre de electrones a un aislante transparente a ~200 GPa. Sin embargo, a una compresión finalmente alta, todos los materiales se metalizarán.

La experimentación a alta presión ha permitido descubrir los tipos de minerales que se cree que existen en el manto profundo de la Tierra, como la perovskita de silicato, que se cree que constituye la mitad de la masa de la Tierra, y la posperovskita, que se da en el límite entre el núcleo y el manto y explica muchas anomalías inferidas para esa región.

Los «hitos» de la presión: las presiones típicas alcanzadas por las prensas de gran volumen son de hasta 30-40 GPa, las presiones que pueden generarse en el interior de las celdas de los yunques de diamante son de ~1000 GPa, la presión en el centro de la Tierra es de 364 GPa, y las presiones más altas jamás alcanzadas en las ondas de choque son de más de 100.000 GPa.