Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Кішкентай аумаққа таратылған үлкен күш.
Great force distributed over a small area
Ғылым және инженерия салаларында жоғары қысымды зерттеу, оның материалдарға тигізетін әсерін және алмасты намылдайтын жасуша сияқты, жоғары қысым тудыра алатын құрылғылардың жобалануы мен құрылысын қарастырады. Жоғары қысым әдетте атмосфералық қысымнан мыңдаған (килобар) немесе миллиондаған (мегабар) есе артық қысымды білдіреді (шамамен 1 бар немесе 100 000 Па).
In science and engineering the study of high pressure examines its effects on materials and the design and construction of devices, such as a diamond anvil cell, which can create high pressure. High pressure usually means pressures of thousands (kilobars) or millions (megabars) of times atmospheric pressure (about 1 bar or 100,000 Pa).
Тарих және жалпы түсінік
Перси Уильямс Бриджман физиканың осы саласын екі қысым дәрежесіне (400 МПа-дан 40 ГПа-ға дейін) жеткізгені үшін 1946 жылы Нобель сыйлығын алды. Бұл саланың негізін қалаушылар қатарында Гарри Джордж Дрикамер, Трейси Холл, Фрэнсис П. Банди, Верещагин, Леонид Эмильевич және Стишов, Сергей Михайлович есімдері де бар. Көміртегіге жоғары қысым мен жоғары температура қолданғанда алғаш рет жасанды алмаздар жасалды, сондай-ақ көптеген қызықты жаңалықтар ашылды. Кез келген материал жоғары қысымға ұшырағанда өзін тығыз формаға жинақтайды, мысалы, кварц (силика немесе кремний диоксиді деп те аталады) алдымен коэзит деп аталатын тығыз формаға өтеді, ал одан да жоғары қысым қолданғанда стишовит пайда болады. Кремнийдің бұл екі түрі алғаш рет жоғары қысыммен тәжірибе жасаушылармен табылды, бірақ кейіннен метеор соқтығысқан жерде табиғатта да кездесті. Химиялық байланыстар жоғары қысымда өзгеруі мүмкін, еркін энергиядағы P*V мүшесі әдеттегі химиялық байланыстардың энергиясына тең болғанда, яғни шамамен 100 ГПа-да. Ең айқын өзгерістердің бірі – 96 ГПа-да оттектің металлға айналуы (оттектің суперөткізгіш болуы) және натрийдің шамамен 200 ГПа-да дерлік еркін электронды металлдан мөлдір оқшаулағышқа өтуі. Дегенмен, ең жоғары қысымда барлық материалдар металлға айналады. Жоғары қысыммен жүргізілген тәжірибелер Жердің терең мантиясында бар деп саналатын минералдардың түрлерін ашуға көмектесті, мысалы, силикатты перовскит, Жердің жартысын құрайды деп есептеледі, және ядролық-мантия шекарасында кездесетін пост-перовскит, ол аймақ үшін көптеген аномалияларды түсіндіреді. Қысымның "маңызды нүктелері": үлкен көлемді престерде қол жеткізілетін әдеттегі қысым 30–40 ГПа-ға дейін, алмаздық ұяшаларда туындайтын қысым ~1000 ГПа, Жердің ортасындағы қысым 364 ГПа, ал соққы толқындарында қол жеткізілген ең жоғары қысым 100 000 ГПа-дан астам.
Percy Williams Bridgman received a Nobel Prize in 1946 for advancing this area of physics by two magnitudes of pressure (400 MPa to 40 GPa). The list of founding fathers of this field includes also the names of Harry George Drickamer, Tracy Hall, Francis P. Bundy, Верещагин, Леонид Эмильевич, and Стишов, Сергей Михайлович. It was by applying high pressure as well as high temperature to carbon that man made diamonds were first produced alongside many other interesting discoveries. Almost any material when subjected to high pressure will compact itself into a denser form, for example, quartz (also called silica or silicon dioxide) will first adopt a denser form known as coesite, then upon application of even higher pressure, form stishovite. These two forms of silica were first discovered by high pressure experimenters, but then found in nature at the site of a meteor impact. Chemical bonding is likely to change under high pressure, when the P*V term in the free energy becomes comparable to the energies of typical chemical bonds – i. e. at around 100 GPa. Among the most striking changes are metallization of oxygen at 96 GPa (rendering oxygen a superconductor), and transition of sodium from a nearly free electron metal to a transparent insulator at ~200 GPa. At ultimately high compression, however, all materials will metallize. High pressure experimentation has led to the discovery of the types of minerals which are believed to exist in the deep mantle of the Earth, such as silicate perovskite, which is thought to make up half of the Earth's bulk, and post perovskite, which occurs at the core mantle boundary and explains many anomalies inferred for that region. Pressure "landmarks": typical pressures reached by large volume presses are up to 30–40 GPa, pressures that can be generated inside diamond anvil cells are ~1000 GPa, pressure in the center of the Earth is 364 GPa, and highest pressures ever achieved in shock waves are over 100,000 GPa.