Loading article…
科学および工学分野 において、高圧の研究は、高圧が材料に及ぼす影響や、高圧を発生させることができるダイヤモンドアンビルセルなどの装置の設計と構築を調査するものです。高圧とは通常、大気圧（約1バールまたは100キロパスカル）の数千倍（キロバール）または数百万倍（メガバール）の圧力を指します。
パーシー・ウィリアムズ・ブリッジマンは、 1946年にこの物理学の分野を圧力の2桁分進歩させた功績によりノーベル賞を受賞しました（ 400メガパスカル （MPa）から 40ギガパスカル （GPa））。この分野の創始者には、ハリー・ジョージ・ドリッカマー、トレーシー・ホール、フランシス・P・バンディ、レオニード・F・ヴェレシャギン、セルゲイ・M・スティショフも含まれる。
炭素に高圧と高温を加えることで、合成ダイヤモンドが初めて製造され、その他にも多くの興味深い発見がありました。ほとんどすべての物質は、高圧にさらされるとより密度の高い形態に圧縮されます。たとえば、石英（シリカまたは二酸化ケイ素とも呼ばれる）は、まずコーサイトと呼ばれるより密度の高い形態になり、さらに高い圧力を加えるとスティショバイトを形成します。これら2つのシリカの形態は、最初に高圧実験者によって発見されましたが、その後、隕石の衝突現場で自然界でも発見されました。
高圧下では化学結合が変化しやすく、自由エネルギーのP * V 項が、約 100 気圧における典型的な化学結合のエネルギーに匹敵するようになる。100 GPa 。最も顕著な変化の一つは、酸素の金属化である。 96 GPa（酸素を超伝導体にする）およびナトリウムがほぼ自由電子金属から透明な絶縁体へと転移する約 200 GPa。しかし、究極的に高い圧縮では、すべての材料が金属化する（）。 [1 ]
高圧下では、常温常圧下では反応しないか、あるいは反応性が弱い金属と窒素が化合物を形成することも示されています。例えば、これまで熱力学的に安定な窒化物が知られていなかった貴金属である銀は、レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル内で118 GPa以上、2000 K以上の条件下で分子状窒素と直接反応し、五ゾレート銀（AgN 5）を形成することが分かりました。[ 2 ]同様に、タングステンは35～56 GPaで窒素と反応して超非圧縮性窒化物W 2 N 3とW 3 N 5を形成し、どちらも常圧に戻すことができます。[ 3 ]また、ベリリウムは85 GPa付近で窒素と反応してBeN 4を形成し、減圧すると異方性ディラックフェルミオンを宿すと予測されるファンデルワールス層状物質ベリロニトレンに変化します。[ 4 ]
高圧実験により、地球の深部マントルに存在すると考えられている鉱物の種類が発見された。例えば、地球の体積の半分を占めると考えられているケイ酸塩ペロブスカイトや、核とマントルの境界に存在し、その領域で推測される多くの異常を説明するポストペロブスカイトなどである。