En ciencia e ingeniería, el estudio de la alta presión examina sus efectos sobre los materiales y el diseño y la construcción de dispositivos, como una celda de yunque de diamante , que puede crear alta presión . Por lo general, alta presión significa presiones de miles (kilobares ) o millones (megabares) de veces la presión atmosférica (aproximadamente 1 bar o 100 000 Pa).
Percy Williams Bridgman recibió el Premio Nobel en 1946 por el avance de esta área de la física en dos magnitudes de presión (400 MPa a 40 GPa). 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 .
Los diamantes sintéticos se produjeron por primera vez aplicando alta presión y alta temperatura al carbono , junto con muchos otros descubrimientos interesantes. Casi cualquier material, cuando se somete a alta presión, se compactará hasta adquirir 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 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 el enlace químico cambie bajo alta presión, cuando el término P*V en la energía libre se vuelve comparable a las energías de los enlaces químicos típicos, es decir, alrededor de 100 GPa. Entre los cambios más sorprendentes están la metalización del oxígeno a 96 GPa (lo que convierte al oxígeno en un superconductor) y la transición del sodio de un metal con casi electrones libres a un aislante transparente a ~200 GPa. Sin embargo, a una compresión extremadamente alta, todos los materiales se metalizarán . [1]
La experimentación a alta presión ha llevado al descubrimiento de los tipos de minerales que se cree que existen en el manto profundo de la Tierra, como la perovskita de silicato , que se piensa que constituye la mitad de la masa de la Tierra, y la postperovskita , que se encuentra en el límite entre el núcleo y el manto y explica muchas anomalías inferidas para esa región. [ cita requerida ]
"Puntos de referencia" de presión: las presiones típicas alcanzadas por las prensas de gran volumen son de hasta 30–40 GPa, las presiones que se pueden generar dentro de las celdas de yunque de diamante son ~1000 GPa, [2] la presión en el centro de la Tierra es de 364 GPa, y las presiones más altas jamás alcanzadas en ondas de choque son más de 100.000 GPa. [3]