உயர் அழுத்த நிகழ்வுகள் இயற்பியல்

உயர் அழுத்த நிகழ்வுகள், உயர் அழுத்தத்திற்கு உட்படுத்தப்படும்போது உடல், வேதியியல் மற்றும் கட்டமைப்பு பண்புகளில் ஏற்படும் மாற்றங்கள். பொருள் ஆராய்ச்சியில் அழுத்தம் ஒரு பல்துறை கருவியாக செயல்படுகிறது, மேலும் இது பூமியின் ஆழமான உட்புறம் மற்றும் பிற கிரகங்களை உருவாக்கும் பாறைகள் மற்றும் தாதுக்களின் விசாரணையில் முக்கியமானது.

அழுத்தம், ஒரு பகுதிக்கு பயன்படுத்தப்படும் ஒரு சக்தியாக வரையறுக்கப்படுகிறது, இது ஒரு வெப்ப வேதியியல் மாறி, இது வெப்பநிலையின் மிகவும் பழக்கமான விளைவுகளுடன் ஒப்பிடக்கூடிய உடல் மற்றும் வேதியியல் மாற்றங்களைத் தூண்டுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, திரவ நீர் 0 ° C (32 ° F) க்கும் குறைவான வெப்பநிலைக்கு குளிர்ச்சியடையும் போது திட பனியாக மாறுகிறது, ஆனால் வளிமண்டல அழுத்தத்தை விட சுமார் 10,000 மடங்கு அழுத்தங்களுக்கு தண்ணீரை அமுக்கி அறை வெப்பநிலையில் பனி தயாரிக்க முடியும். இதேபோல், நீர் அதிக வெப்பநிலையில் அல்லது குறைந்த அழுத்தத்தில் அதன் வாயு வடிவத்திற்கு மாறுகிறது.

வெப்பநிலைக்கும் அழுத்தத்திற்கும் இடையிலான மேலோட்டமான ஒற்றுமை இருந்தபோதிலும், இந்த இரண்டு மாறிகள் ஒரு பொருளின் உள் ஆற்றலை பாதிக்கும் வழிகளில் அடிப்படையில் வேறுபடுகின்றன. வெப்பநிலை மாறுபாடுகள் இயக்க ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றங்களை பிரதிபலிக்கின்றன, இதனால் அதிர்வுறும் அணுக்களின் வெப்ப இயக்கவியல் நடத்தை. அதிகரித்த அழுத்தம், மறுபுறம், அணுக்களை ஒரு சிறிய அளவில் நெருக்கமாக கட்டாயப்படுத்துவதன் மூலம் அணு பிணைப்புகளின் ஆற்றலை மாற்றுகிறது. இதனால் அழுத்தம் அணு இடைவினைகள் மற்றும் வேதியியல் பிணைப்பின் சக்திவாய்ந்த ஆய்வாக செயல்படுகிறது. மேலும், அடர்த்தியான கட்டமைப்புகளை ஒருங்கிணைப்பதற்கான அழுத்தம் ஒரு முக்கிய கருவியாகும், இதில் சூப்பர்ஹார்ட் பொருட்கள், நாவல் திடப்படுத்தப்பட்ட வாயுக்கள் மற்றும் திரவங்கள் மற்றும் பூமி மற்றும் பிற கிரகங்களுக்குள் ஆழமாக நிகழும் என்று சந்தேகிக்கப்படும் கனிம போன்ற கட்டங்கள்.

அழுத்தத்தை அளவிடுவதற்கான பல அலகுகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, சில சமயங்களில், இலக்கியத்தில் குழப்பமடைகின்றன. வளிமண்டலம் (ஏடிஎம்; சதுர சென்டிமீட்டருக்கு சுமார் 1.034 கிலோகிராம் [சதுர அங்குலத்திற்கு 14.7 பவுண்டுகள்], இது சுமார் 760 மில்லிமீட்டர் [30 அங்குல] பாதரசத்தின் எடைக்கு சமம்) மற்றும் பட்டி (சதுர சென்டிமீட்டருக்கு ஒரு கிலோகிராம் சமம்) பெரும்பாலும் மேற்கோள் காட்டப்படுகிறது. தற்செயலாக, இந்த அலகுகள் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியானவை (1 பார் = 0.987 ஏடிஎம்). பாஸ்கல், ஒரு சதுர மீட்டருக்கு ஒரு நியூட்டன் (1 Pa = 0.00001 பார்) என வரையறுக்கப்படுகிறது, இது அதிகாரப்பூர்வ SI (Système International d'Unités) அழுத்த அலகு ஆகும். ஆயினும்கூட, உயர் அழுத்த ஆய்வாளர்களிடையே பாஸ்கல் உலகளாவிய அங்கீகாரத்தைப் பெறவில்லை, ஒருவேளை உயர் அழுத்த முடிவுகளை விவரிப்பதில் கிகாபாஸ்கல் (1 ஜிபிஏ = 10,000 பார்கள்) மற்றும் டெராபாஸ்கல் (1 டிபிஏ = 10,000,000 பார்கள்) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துவதற்கான மோசமான தேவை காரணமாக இருக்கலாம்.

அன்றாட அனுபவத்தில், சுற்றுப்புற அழுத்தங்களை விட அதிகமான அழுத்தங்கள் எதிர்கொள்ளப்படுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக, பிரஷர் குக்கர்கள் (சுமார் 1.5 ஏடிஎம்), நியூமேடிக் ஆட்டோமொபைல் மற்றும் டிரக் டயர்கள் (வழக்கமாக 2 முதல் 3 ஏடிஎம்), மற்றும் நீராவி அமைப்புகள் (20 ஏடிஎம் வரை). இருப்பினும், பொருட்கள் ஆராய்ச்சியின் சூழலில், "உயர் அழுத்தம்" என்பது பொதுவாக ஆயிரக்கணக்கான முதல் மில்லியன் வளிமண்டலங்கள் வரையிலான அழுத்தங்களைக் குறிக்கிறது.

உயர் அழுத்தத்தின் கீழ் உள்ள பொருளின் ஆய்வுகள் ஒரு கிரக சூழலில் குறிப்பாக முக்கியம். பசிபிக் பெருங்கடலின் ஆழமான அகழியில் உள்ள பொருள்கள் சுமார் 0.1 ஜி.பி.ஏ (தோராயமாக 1,000 ஏ.டி.எம்) க்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன, இது மூன்று கிலோமீட்டர் நெடுவரிசை பாறைக்கு அடியில் உள்ள அழுத்தத்திற்கு சமம். பூமியின் மையத்தில் உள்ள அழுத்தம் 300 GPa ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, மேலும் மிகப்பெரிய கிரகங்களான சனி மற்றும் வியாழன்-க்குள் உள்ள அழுத்தங்கள் முறையே 2 மற்றும் 10 TPa என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. மேல் உச்சத்தில், நட்சத்திரங்களுக்குள் இருக்கும் அழுத்தங்கள் 1,000,000,000 TPa ஐ விட அதிகமாக இருக்கலாம்.

உயர் அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது

விஞ்ஞானிகள் மாதிரி பகுதிக்கு ஒரு சக்தியைப் பயன்படுத்தும் விசேஷமாக வடிவமைக்கப்பட்ட இயந்திரங்களில் மாதிரிகளை அடைத்து அதிக அழுத்தத்தில் பொருட்களைப் படிக்கின்றனர். 1900 க்கு முன்னர் இந்த ஆய்வுகள் கச்சா இரும்பு அல்லது எஃகு சிலிண்டர்களில் நடத்தப்பட்டன, பொதுவாக ஒப்பீட்டளவில் திறமையற்ற திருகு முத்திரைகள். அதிகபட்ச ஆய்வக அழுத்தங்கள் சுமார் 0.3 GPa ஆக வரையறுக்கப்பட்டன, மேலும் சிலிண்டர்களின் வெடிப்புகள் ஒரு பொதுவான மற்றும் சில நேரங்களில் தீங்கு விளைவிக்கும் நிகழ்வாகும். உயர் அழுத்த எந்திரங்கள் மற்றும் அளவீட்டு நுட்பங்களில் வியத்தகு முன்னேற்றங்கள் கேம்பிரிட்ஜ், மாஸில் உள்ள ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் அமெரிக்க இயற்பியலாளர் பெர்சி வில்லியம்ஸ் பிரிட்ஜ்மேன் அறிமுகப்படுத்தினார். 1905 ஆம் ஆண்டில், பிரிட்ஜ்மேன் வாயுக்கள் மற்றும் திரவங்கள் உள்ளிட்ட அழுத்தப்பட்ட மாதிரிகளை பொதி செய்யும் முறையை கண்டுபிடித்தார். கேஸ்கெட் எப்போதுமே ஆய்வின் கீழ் உள்ள மாதிரியை விட அதிக அழுத்தத்தை அனுபவித்தது, இதன் மூலம் மாதிரியைக் கட்டுப்படுத்துகிறது மற்றும் சோதனை தோல்வியின் அபாயத்தைக் குறைக்கிறது. பிரிட்ஜ்மேன் வழக்கமாக 30,000 ஏடிஎம்-க்கு மேல் அழுத்தங்களை அடைந்தது மட்டுமல்லாமல், திரவங்களையும் பிற கடினமான மாதிரிகளையும் படிக்க முடிந்தது.