Högt tryck

Percy Williams Bridgman fick Nobelpriset 1946 för att ha utvecklat detta område inom fysiken med flera storheter i tryck (400 MPa till 40 000 MPa). Listan över grundare av detta område omfattar även Harry George Drickamer, Tracy Hall, Francis P. Bundy, Leonid F. Vereschagin och Sergey M. Stishov.

Det var genom att tillämpa högt tryck och hög temperatur på kol som man för första gången framställde konstgjorda diamanter och många andra intressanta upptäckter. Nästan alla material som utsätts för högt tryck kommer att komprimera sig själva till en tätare form, till exempel kommer kvarts, även kallat kiseldioxid eller kiseldioxid, först att anta en tätare form som kallas coesit, och sedan, vid tillämpning av ännu högre tryck, bilda stisjovit. Dessa två former av kiseldioxid upptäcktes först av högtrycksexperimentörer, men hittades sedan i naturen på platsen för ett meteornedslag.

Kemiska bindningar förändras sannolikt under högt tryck, när P*V-termen i den fria energin blir jämförbar med energierna för typiska kemiska bindningar – dvs. vid cirka 100 GPa. Bland de mest slående förändringarna finns metallisering av syre vid 96 GPa (vilket gör syre till en supraledare) och övergång av natrium från en metall med nästan fria elektroner till en transparent isolator vid ~200 GPa. Vid ytterst hög kompression kommer dock alla material att metalliseras.

Högtrycksexperiment har lett till upptäckten av de typer av mineraler som tros finnas i jordens djupa mantel, t.ex. silikatperovskit, som tros utgöra hälften av jordens bulk, och postperovskit, som förekommer vid gränsen mellan kärna och mantel och förklarar många anomalier som härletts för den regionen.

Tryck-”landmärken”: typiska tryck som uppnås av pressar med stor volym är upp till 30-40 GPa, tryck som kan genereras inuti diamantambosceller är ~1000 GPa, trycket i jordens centrum är 364 GPa, och de högsta tryck som någonsin uppnåtts i chockvågor är över 100 000 GPa.