ნივთები, რომლებიცნ იმაზე მეტ ფიზიკურ ზეწოლას უძლებენ ვიდრე წარმოგიდგენიათ

ზოგიერთ მასალას და ნივთიერებას შეუძლია გაუძლოს იმაზე მეტ ფიზიკურ წნევას, ვიდრე ადამიანების უმეტესობა მოელოდა, ხშირად უნიკალური მოლეკულური სტრუქტურების, უკიდურესი სიმკვრივის ან არაჩვეულებრივი გამძლეობის გამო. აი იმ ნივთების ჩამონათვალი, რომლებსაც შეუძლიათ გაუძლოს წარმოუდგენელ ფიზიკურ წნევას:

1. ბრილიანტი
სიხისტე: ბრილიანტი არის ყველაზე მძიმე ბუნებრივი მასალა, რომელიც ცნობილია ადამიანისთვის. მას შეუძლია გაუძლოს ექსტრემალურ წნევას მისი მჭიდროდ შეფუთული კრისტალური გისოსების სტრუქტურის გამო. ის იმდენად ძლიერია, რომ მას შეუძლია გაჭრას სხვა მასალები, მათ შორის სხვა ბრილიანტები. ნორმალურ პირობებში ბრილიანტები არ იშლება დიდი წნევის ქვეშ, თუმცა უკიდურესად მაღალ ტემპერატურაზე (მაგ., დედამიწის მანტიაში) მათ შეუძლიათ გარდაქმნან გრაფიტად.
წნევის წინააღმდეგობა: ალმასს შეუძლია გაუძლოს 60 გპა-მდე (გიგაპასკალ) წნევას, რაც 500000-ჯერ მეტია ატმოსფერულ წნევაზე.
2. გრაფენი
სტრუქტურა: გრაფენი არის ნახშირბადის ატომების ერთი ფენა, რომელიც განლაგებულია ექვსკუთხა გისოსში. ის წარმოუდგენლად ძლიერი, მსუბუქი და გამტარია და მისი მოლეკულური სტრუქტურა მას არაჩვეულებრივად გამძლეს ხდის მექანიკური სტრესის მიმართ.
წნევის წინააღმდეგობა: გრაფენს თეორიულად შეუძლია გაუძლოს 100 GPa-ზე მეტ წნევას. იგი შემოთავაზებულია, როგორც მასალა მომავალი ტექნოლოგიებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ ექსტრემალურ პირობებს, როგორიცაა კოსმოსური ხომალდი.
3. ოსმიუმი
სიმკვრივე: ოსმიუმი ერთ-ერთი ყველაზე მკვრივი ბუნებრივი ელემენტია, სიმკვრივით 22,59 გ/სმ³, რაც ორჯერ აღემატება ტყვიის სიმკვრივეს. ეს მაღალი სიმკვრივე საშუალებას აძლევს მას გაუძლოს ექსტრემალურ ფიზიკურ წნევას შეკუმშვის ან დეფორმაციის გარეშე.
წნევის წინააღმდეგობა: ოსმიუმის უკიდურესი სიმკვრივე ეხმარება მას გაუძლოს მნიშვნელოვან წნევას რაიმე ფაზის გადასვლამდე ან სტრუქტურულ დაზიანებამდე.
4. ნეიტრონული ვარსკვლავები
ასტროფიზიკური ფენომენი: ნეიტრონული ვარსკვლავი არის სუპერნოვას აფეთქების ნარჩენი. ეს ვარსკვლავები წარმოუდგენლად მკვრივია, მასა მზეზე მეტია, მაგრამ რადიუსი მხოლოდ 10-12 კილომეტრია.
წნევის წინააღმდეგობა: ნეიტრონული ვარსკვლავის ბირთვში წნევა იმდენად ინტენსიურია, რომ პროტონები და ელექტრონები გაერთიანდებიან და წარმოქმნიან ნეიტრონებს. მასალა თითქმის მთლიანად შედგება ერთმანეთთან მჭიდროდ შეფუთული ნეიტრონებისაგან და მას შეუძლია გაუძლოს 4×1016 ატმოსფერომდე წნევას.
5. ნახშირბადის ნანომილები
სტრუქტურა: ნახშირბადის ნანომილები (CNTs) არის ცილინდრული მოლეკულები, რომლებიც დამზადებულია ნახშირბადის ატომებისგან, რომლებიც განლაგებულია ექვსკუთხა ნიმუშით. ეს ნანომილები წარმოუდგენლად ძლიერი და მოქნილია, რაც მექანიკური სტრესისადმი წინააღმდეგობის გასაოცარ დონეს გვთავაზობს.
წნევის წინააღმდეგობა: CNT-ებს შეუძლიათ გაუძლოს 300 GPa-მდე წნევას გატეხვის გარეშე. მათი წარმოუდგენელი დაჭიმვის სიძლიერე აქცევს მათ საინტერესო მასალად გამოყენების ფართო სპექტრისთვის, მათ შორის კოსმოსური მოგზაურობის, სამშენებლო და სამედიცინო მოწყობილობებისთვის.

6. პლატინა და ირიდიუმი (ძვირფასი ლითონები)
სიძლიერე და სიმკვრივე: ირიდიუმი და პლატინი ორივე მეტალია, რომლებიც ავლენენ საოცარ წინააღმდეგობას წნევის მიმართ მათი მაღალი დნობის წერტილებისა და მკვრივი ატომური სტრუქტურების გამო. ისინი მდგრადია კოროზიისა და ცვეთის მიმართ და ჩვეულებრივ გამოიყენება მაღალი წნევის გარემოში, როგორიცაა ლაბორატორიული აღჭურვილობა.
წნევის წინააღმდეგობა: ამ ლითონებს შეუძლიათ გაუძლოს ექსტრემალურ პირობებს, ირიდიუმი განსაკუთრებით გამოირჩევა მაღალი წნევის გარემოში, რადგან ის რჩება მყარი და სტაბილური ასობით გიგაპასკალის წნევის დროსაც კი.
7. ვოლფრამი
სიძლიერე: ვოლფრამი აქვს ყველაზე მაღალი დნობის წერტილი ნებისმიერ ლითონს შორის (3,422°C) და ძალიან მაღალი გამძლეობით, რაც იმას ნიშნავს, რომ მას შეუძლია წინააღმდეგობა გაუწიოს დეფორმაციას და შეინარჩუნოს მთლიანობა ექსტრემალური წნევის ქვეშ.
წნევის წინააღმდეგობა: ვოლფრამი შეუძლია გაუძლოს ზეწოლას 60 GPa-მდე. მისი სიძლიერე და ელასტიურობა მას იდეალურს ხდის მაღალი წნევის გამოყენებისთვის, როგორიცაა კოსმოსური და სამხედრო ტექნოლოგიები.
8. სუპერგამტარები
მასალები ექსტრემალურ პირობებში: გარკვეულ ზეგამტარ მასალებს, როგორიცაა ნიობიუმ-კალა (Nb₃Sn), შეუძლიათ შეინარჩუნონ თავიანთი ზეგამტარობის თვისებები ექსტრემალურ წნევასა და დაბალ ტემპერატურაზე.
წნევის წინააღმდეგობა: ზოგიერთ ამ მასალას შეუძლია მოითმინოს ზეწოლა, რომელიც აღემატება 100 GPa-ს, ზეგამტარი თვისებების დაკარგვის გარეშე, რაც მთავარი მახასიათებელია მოწინავე სამეცნიერო აღჭურვილობისთვის, როგორიცაა ნაწილაკების ამაჩქარებლები.
9. თხევადი მერკური (ძალიან მაღალი წნევის დროს)
ფაზის გარდამავალი: მიუხედავად იმისა, რომ თხევადი ვერცხლისწყალი საკმაოდ მყიფეა ნორმალურ პირობებში, აღმოჩნდა, რომ იგი განიცდის ფაზურ გადასვლას მაღალი წნევის ქვეშ, გარდაიქმნება მყარად, რომელსაც აქვს გასაკვირი წინააღმდეგობა წნევის მიმართ.
წნევის წინააღმდეგობა: უკიდურესად მაღალ წნევაზე, როგორიცაა დედამიწის სიღრმეში აღმოჩენილი, თხევადი ვერცხლისწყალი უძლებს წნევას, რომელიც ანადგურებს სხვა მასალების უმეტესობას მათ მკვრივ ფორმებად.
10. მატერიის ეგზოტიკური მდგომარეობები (კვარკ-გლუონის პლაზმა)
ასტროფიზიკური ფენომენი: კვარკ-გლუონური პლაზმა (QGP) არის მატერიის მდგომარეობა, რომელიც, სავარაუდოდ, არსებობდა დიდი აფეთქების შემდეგ. ეს ხდება ექსტრემალურ ტემპერატურასა და წნევაზე, სადაც კვარკები და გლუონები (სუბატომური ნაწილაკები) თავისუფალია და არ შემოიფარგლება პროტონებსა და ნეიტრონებში.
წნევის წინააღმდეგობა: ადრეული სამყაროს მსგავსი პირობების პირობებში შეიძლება არსებობდეს 1016 ატმოსფეროზე მეტი წნევა. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ჯერ არ შეგვიძლია ამ ზეწოლის გამეორება დედამიწაზე, QGP-ის გაგება ხელს უწყობსps მეცნიერები იკვლევენ, თუ როგორ იქცევა მატერია სამყაროში ყველაზე მაღალ წნევაზე.

11. ცემენტიტი (რკინის კარბიდი)
მასალის სიძლიერე: ცემენტიტი, რკინისა და ნახშირბადის მყარი და მყიფე ნაერთი, ცნობილია თავისი უნარით გაუძლოს წარმოუდგენლად მაღალ წნევას, რის გამოც ის ჩვეულებრივ გვხვდება დედამიწის შიდა ბირთვში, როგორც რკინა-ნიკელის ნარევის ნაწილი.
წნევის წინააღმდეგობა: ცემენტიტს შეუძლია გაუძლოს ზეწოლას 100 GPa-ზე მაღლა, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ექვემდებარება ექსტრემალურ გარემოს დედამიწის მანტიაში ან მაღალი წნევის ექსპერიმენტების ქვეშ.
12. შავი ხვრელის მოვლენის ჰორიზონტი
ასტროფიზიკური ფენომენი: შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტი არის წერტილი, რომლის მიღმაც ვერაფერი - ვერც სინათლე და ვერც მატერია - ვერ გაურბის შავი ხვრელის გრავიტაციულ ძალას. მოვლენათა ჰორიზონტის მახლობლად ზეწოლა აღქმის მიღმაა, რადგან მატერია იჭედება და იკუმშება სინგულარობამდე.
წნევის წინააღმდეგობა: მოვლენათა ჰორიზონტი განისაზღვრება უკიდურესი გრავიტაციული წნევით, რომელიც აღემატება ნებისმიერ წარმოდგენას, თეორიულად აღწევს ზეწოლას, რომელიც აღწევს უსასრულობას, როდესაც ადამიანი უახლოვდება სინგულარობას.
13. წყალბადი (ექსტრემალური წნევის დროს)
მდგომარეობის გადასვლები: წყალბადს, ექსტრემალურ წნევასა და ტემპერატურულ პირობებში, შეუძლია გარდაიქმნას მეტალურ მდგომარეობაში. მეტალის წყალბადის თეორია იყო გასაოცარი სიძლიერე და გაუძლებს წარმოუდგენელ წნევას, ოთახის ტემპერატურაზე შესაძლოა წარმოქმნას ზეგამტარი.
ზეწოლის წინააღმდეგობა: 500 GPa-ზე მეტი წნევის დროს წყალბადი ხდება მეტალიკი, რაც გვიჩვენებს, თუ როგორ შეიძლება ისეთი მარტივი ელემენტიც კი, როგორიცაა წყალბადი, იქცევა გასაოცრად ექსტრემალურ პირობებში.
14. დედამიწის ბირთვი
შემადგენლობა და სტრუქტურა: დედამიწის შიდა ბირთვი, ძირითადად, რკინისა და ნიკელისგან შედგება და ექვემდებარება უზარმაზარ წნევას - დაახლოებით 3,6 მილიონი ჯერ მეტი ატმოსფეროს წნევას ზღვის დონეზე. ამის მიუხედავად, ბირთვი რჩება მყარი მაღალი ტემპერატურისა და წნევის პირობებში, რაც იწვევს რკინისა და ნიკელის მყარ მდგომარეობაში არსებობას.
წნევის წინააღმდეგობა: დედამიწის ბირთვზე წნევა დაახლოებით 360 GPa-ს აღწევს, მაგრამ მასალები იქ რჩება ხელუხლებელი, მიუხედავად ექსტრემალური პირობებისა.
15. უჟანგავი ფოლადი (სპეციალური კლასის)
შენადნობის სიძლიერე: უჟანგავი ფოლადის გარკვეული შენადნობები, როგორიცაა 17-4 PH უჟანგავი ფოლადი, შექმნილია მაღალი წნევის გარემოში, როგორიცაა აერონავტიკაში, საზღვაო და ქიმიურ მრეწველობაში. ეს შენადნობები სპეციალურად შექმნილია იმისთვის, რომ გაუძლოს მნიშვნელოვან მექანიკურ სტრესს და წნევას.
წნევის წინააღმდეგობა: უჟანგავი ფოლადის შენადნობები, როგორიცაა 17-4 PH, შეუძლია გაუძლოს ზეწოლას 70 GPa-მდე, რაც მათ იდეალურად აქცევს მაღალი სტრესის გამოყენებისთვის, როგორიცაა ჰიდრავლიკური სისტემები და ღრმა ზღვის საძიებო სამუშაოები.

დასკვნა:
მასალები, რომლებიც გაუძლებს წარმოუდგენელ ფიზიკურ წნევას - ბრილიანტებიდან და გრაფენიდან დაწყებული ნეიტრონული ვარსკვლავებით და დედამიწის ბირთვით დამთავრებული - ასახავს მატერიის გამძლეობის გასაოცარ მრავალფეროვნებას. ამ ნივთიერებებიდან და ფენომენებიდან ბევრი გვხვდება ექსტრემალურ გარემოში, როგორც დედამიწის სიღრმეში, ისე გარე სივრცეში, რაც ფიზიკურად შესაძლებელია. ადამიანის მიერ შემუშავებული მასალებიდან, როგორიცაა ვოლფრამი და გრაფენი, კოსმოსურ ფენომენებამდე, როგორიცაა შავი ხვრელები და ნეიტრონული ვარსკვლავები, ექსტრემალური წნევის სამყარო შიშის მომგვრელია და ბევრად აღემატება ჩვენს ყოველდღიურ გამოცდილებას.