Hvilket materiale har det laveste frysepunktet?

Materialet med laveste frysepunkt er helium. Under typiske trykk fryser den ikke i det hele tatt, selv ikke ved temperaturer som nærmer seg absolutt null. Årsakene til dette er diktert av kvantemekanikken: nullpunktenergien til et heliumsystem er for stor til å tillate frysing. Nullpunktenergien er den minste energien en partikkel eller et system alltid har, uansett hva. Helium er det eneste stoffet som ikke har et frysepunkt under omgivelsestrykk, uansett temperatur.

Et frysepunkt for helium finnes bare under minst 25 trykkstemperatur og en temperatur på 1,15 K. Disse forholdene er blitt opprettet på et laboratorium gjennom fordampningskjøling. Resultatet er et fargeløst, meget komprimerbart faststoff som er praktisk talt usynlig. Fast helium er så vanskelig å se at lag med styrofoam brukes bare for å fortelle hvor den er. Densiteten til fast helium i seg selv er bare 66 ganger større enn luft. Til sammenligning er vann 1000 ganger tettere enn luft.

Helium ble først flytende i 1908 av den nederlandske fysikeren Heike Onnes, som avkjølte den til 1 grad Kelvin. Til stor overraskelse førte til at ytterligere nedkjøling ikke nådde frysepunktet. Det var først 18 år senere, i 1926, at studenten hans, Williem Keesom, var i stand til å stivne helium ved å avkjøle den i et trykkammer. I dag er flytning av helium et viktig skritt for å trekke den ut fra jorden og lagre den.

Flytende helium brukes ofte som et kryogent kjølevæske når flytende nitrogen ikke er nok. Den må holdes under kontinuerlig høyt trykk og lav temperatur, ellers utvides den raskt og går over til en gass. Fast helium har ingen praktiske anvendelser utenom vitenskapelig forskning.

Noen av heliums mest uvanlige egenskaper kan kobles ut ved temperaturer nær absolutt null. Ved slike temperaturer oppfører helium seg som overflødig, noe som betyr at den flyter med null målbar viskositet. Det har også en tendens til å krype opp veggene i en container den er holdt i.