Înaltă presiune

Percy Williams Bridgman a primit premiul Nobel în 1946 pentru că a avansat acest domeniu al fizicii cu câteva mărimi de presiune (de la 400 MPa la 40.000 MPa). Lista părinților fondatori ai acestui domeniu include și numele lui Harry George Drickamer, Tracy Hall, Francis P. Bundy, Leonid F. Vereschagin și Sergey M. Stishov.

Prin aplicarea unei presiuni înalte, precum și a unei temperaturi ridicate asupra carbonului, au fost produse pentru prima dată diamante artificiale, precum și multe alte descoperiri interesante. Aproape orice material, atunci când este supus unei presiuni ridicate, se va compacta într-o formă mai densă, de exemplu, cuarțul, numit și siliciu sau dioxid de siliciu, va adopta mai întâi o formă mai densă cunoscută sub numele de coesită, apoi, la aplicarea unei presiuni și mai mari, va forma stishovitul. Aceste două forme de siliciu au fost descoperite pentru prima dată de către experimentatorii de înaltă presiune, dar apoi au fost găsite în natură la locul unui impact de meteorit.

Legătura chimică este posibil să se schimbe sub presiune ridicată, atunci când termenul P*V din energia liberă devine comparabil cu energiile legăturilor chimice tipice – adică la aproximativ 100 GPa. Printre cele mai izbitoare schimbări se numără metalizarea oxigenului la 96 GPa (transformând oxigenul într-un supraconductor) și tranziția sodiului de la un metal cu electroni aproape liberi la un izolator transparent la ~200 GPa. Cu toate acestea, la o compresie în cele din urmă ridicată, toate materialele se vor metaliza.

Experimentele la înaltă presiune au dus la descoperirea tipurilor de minerale despre care se crede că există în mantaua profundă a Pământului, cum ar fi perovskitul silicat, despre care se crede că reprezintă jumătate din masa Pământului, și post-perovskitul, care apare la granița nucleu-manta și explică multe anomalii deduse pentru acea regiune.

„Repere” de presiune: presiunile tipice atinse de presele de mare volum sunt de până la 30-40 GPa, presiunile care pot fi generate în interiorul celulelor de nicovală de diamant sunt de ~1000 GPa, presiunea din centrul Pământului este de 364 GPa, iar cele mai mari presiuni atinse vreodată în undele de șoc sunt de peste 100.000 GPa.

.