Alta pressão

Percy Williams Bridgman recebeu um Prémio Nobel em 1946 por fazer avançar esta área da física por várias magnitudes de pressão (400 MPa a 40.000 MPa). A lista dos fundadores desta área inclui também os nomes de Harry George Drickamer, Tracy Hall, Francis P. Bundy, Leonid F. Vereschagin, e Sergey M. Stishov.

Foi aplicando alta pressão e alta temperatura ao carbono que os diamantes artificiais foram produzidos pela primeira vez, bem como muitas outras descobertas interessantes. Quase qualquer material quando submetido a alta pressão se compactará numa forma mais densa, por exemplo, o quartzo, também chamado de sílica ou dióxido de silício, primeiro adotará uma forma mais densa conhecida como coesite, depois, ao ser aplicada uma pressão ainda maior, formará stishovite. Essas duas formas de sílica foram primeiro descobertas por experimentadores de alta pressão, mas depois encontradas na natureza no local de um impacto de meteoros.

A ligação química é susceptível de mudar sob alta pressão, quando o termo P*V na energia livre se torna comparável às energias das ligações químicas típicas – ou seja, em cerca de 100 GPa. Entre as mudanças mais marcantes estão a metalização do oxigênio a 96 GPa (tornando o oxigênio um supercondutor), e a transição do sódio de um metal quase livre para um isolante transparente a ~200 GPa. No final das contas, porém, com alta compressão, todos os materiais irão se metalizar.

Experimentação com alta pressão levou à descoberta dos tipos de minerais que se acredita existirem no manto profundo da Terra, tais como perovskite silicato, que se acredita constituir metade do volume da Terra, e pós-perovskite, que ocorre no limite do core-mantle e explica muitas anomalias inferidas para aquela região.

Pressão “marcos”: as pressões típicas atingidas pelas prensas de grande volume são de até 30-40 GPa, as pressões que podem ser geradas dentro das células da bigorna diamantífera são de ~1000 GPa, a pressão no centro da Terra é de 364 GPa, e as maiores pressões já alcançadas em ondas de choque são mais de 100.000 GPa.