最も低い凝固点を持つ材料はどれですか？

最も低い凝固点を持つ材料はヘリウムです。 通常の圧力下では、絶対零度に近い温度でも凍結しません。 理由は量子力学によって決定されます。ヘリウム系のゼロ点エネルギーは大きすぎて凍結できません。 ゼロポイントエネルギーは、粒子またはシステムが常に持つ最小エネルギーです。 ヘリウムは、温度に関係なく、周囲圧力下で凝固点を持たない唯一の物質です。

ヘリウムの凝固点は、少なくとも25気圧の圧力と1.15 Kの温度でのみ存在します。これらの条件は、実験室で蒸発冷却によって作成されました。 その結果、実質的に目に見えない無色の高度に圧縮可能な固体が得られます。 固体ヘリウムは、発泡スチロールの層がそれがどこにあるかを伝えるためだけに使用されているのを見るのが非常に困難です。 固体ヘリウム自体の密度は、空気の66倍です。 それに比べて、水は空気の1000倍の密度です。

ヘリウムは、1908年にオランダの物理学者Heike Onnesによって最初に液化され、1度ケルビンに冷却されました。 驚いたことに、さらに冷却しても氷点に達しませんでした。 18年後の1926年になって、彼の学生であるウィリームキーソムが圧力室でヘリウムを冷却することでヘリウムを固めることができました。 今日、ヘリウムの液化は、ヘリウムを地球から抽出して保存するための重要なステップです。

液体ヘリウムは、液体窒素では不十分な場合に極低温冷却剤としてよく使用されます。 それは、連続的な高圧と低温下に保たれなければなりません。さもないと、急速に膨張してガスに移行します。 固体ヘリウムには、科学研究以外の実用的な用途はありません。

ヘリウムの最も珍しい特性のいくつかは、絶対零度に近い温度で同軸化できます。 そのような温度では、ヘリウムは超流動体として振る舞います。つまり、ヘリウムは測定可能な粘度なしで流れます。 また、収容されているコンテナの壁に忍び寄る傾向があります。