高圧

科学と工学における高圧の研究では、高圧が材料に与える影響や、ダイヤモンドアンビルセルなどの高圧を生成できる装置の設計と構築について調べます。高圧とは通常、大気圧（約 1 bar または 100,000 Pa）の数千倍（キロバール）または数百万倍（メガバール）の圧力を意味します。

パーシー・ウィリアムズ・ブリッジマンは、この物理学の分野を圧力の2桁分（400 MPaから40 GPa）進歩させた功績により、1946年にノーベル賞を受賞しました。この分野の創始者のリストには、ハリー・ジョージ・ドリカマー、トレイシー・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 [ru]、セルゲイ・M・スティショフ [ru]の名前も含まれています。

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生成されたほか、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、密度の高い形に圧縮されます。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、最初にコーサイトと呼ばれる密度の高い形になり、さらに高圧を加えるとスティショバイトになります。この 2 つのシリカの形は、高圧実験者によって最初に発見されましたが、その後、隕石衝突の現場で自然界で発見されました。

化学結合は高圧下では変化し、自由エネルギーのP*V項が典型的な化学結合のエネルギーと同程度、つまり約100GPaになると変化する可能性が高い。最も顕著な変化としては、 96GPaでの酸素の金属化（酸素を超伝導体にする）と、約200GPaでのナトリウムのほぼ自由電子金属から透明絶縁体への転移が挙げられる。しかし、最終的に高圧縮になると、すべての材料が金属化する。^[1]

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の発見につながった。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。 ^[要出典]

圧力の「ランドマーク」: 大容量プレスで到達する典型的な圧力は最大30～40 GPa、ダイヤモンドアンビルセル内で生成できる圧力は約1000 GPa、^[2]地球の中心の圧力は364 GPa、衝撃波でこれまでに達成された最高圧力は100,000 GPaを超えています。^[3]

• 合成ダイヤモンド
• D-DIA

• ヘイゼン、ロバート M. (1993)。『新しい錬金術師：高圧の壁を突破する』ニューヨーク：タイムズブックス。ISBN 978-0-8129-2275-2。