Hogedrukvelden

Hogedrukvelden zijn ruimtelijke verdelingen van druk waarbij de lokale druk aanzienlijk hoger ligt dan de omgevingsdruk. In vloeistoffen en gassen wordt druk beschreven als een scalair veld p(x,t); in vaste stoffen spelen druk en gerelateerde spanningen een rol in het opbouwende veld van krachten. Een hogedrukveld ontstaat door snelle of sterke compressie, bijvoorbeeld via een pistool- of zuigeractie, door samendrukken van gas, door schokgolven of bij statische hoge-drukexperimenten.

De aanwezigheid van een hogedrukveld gaat vaak gepaard met grote drukgradiënten, die bewegingen, dichtheids- en temperatuurveranderingen en mogelijk veranderingen van de fase veroorzaken. Meet- en diagnostische technieken variëren van conventionele manometers en druksensoren tot niet-contactmethoden zoals optische Schlieren-imaging, interferometrie en piezo-elektrische transducers. In laboratoriumsituaties worden hoge drukken bereikt met onder meer piston–cuite-toepassingen, gascompressie, explosieve of lasercompressie, en statische apparaten zoals de diamond-anvil cell, die druk tot meetbare gigapascal-niveaus constructief mogelijk maken.

Toepassingen van hogedrukvelden streken zich uit over materialenkunde, geofysica en astrofysica. Ze worden gebruikt om materie onder extreme condities te bestuderen, nieuwe materialen te synthetiseren (zoals diamantachtige koolstofstructuren), en phenomena te modelleren die voorkomen in de aardmantel, onder hoge snelheid en in fusieprogramma’s. Veelgestelde uitdagingen zijn de beperkte meetmogelijkheden onder extreme condities en de veiligheids- en kostenaspecten van hoge-drukexperimenten.