Vilket material har den lägsta fryspunkten?

Materialet med lägst fryspunkt är helium. Under typiska tryck fryser den inte alls, inte ens vid temperaturer som närmar sig absolut noll. Skälen till varför dikteras av kvantmekaniken: nollpunktsenergin i ett heliumsystem är för stor för att tillåta frysning. Nollpunktsenergin är den minsta energi som en partikel eller ett system alltid har, oavsett vad. Helium är det enda ämne som inte har en fryspunkt under omgivande tryck, oavsett temperatur.

En fryspunkt för helium existerar endast under minst 25 atmosfärers tryck och en temperatur på 1.15 K. Dessa förhållanden har skapats i ett laboratorium genom evaporativ kylning. Resultatet är en färglös, mycket komprimerbar fast substans som är praktiskt taget osynlig. Fast helium är så svårt att se att lager av frigolit används bara för att se var det är. Densiteten av fast helium i sig är bara 66 gånger större än luft. Som jämförelse är vatten 1000 gånger tätare än luft.

Helium kondenserades första gången 1908 av den holländska fysikern Heike Onnes, som kylde det till 1 grad Kelvin. Till hans stora förvåning ledde ytterligare kylning inte till att den nådde sin fryspunkt. Det var inte förrän 18 år senare, 1926, som hans elev, Williem Keesom, kunde stelna helium genom att kyla det i en tryckkammare. Idag är flytande av helium ett viktigt steg för att utvinna det från jorden och lagra det.

Flytande helium används ofta som ett kryogent kylmedel när flytande kväve inte räcker. Den måste hållas under kontinuerligt högt tryck och låg temperatur, annars expanderar den snabbt och övergår till en gas. Fast helium har inga praktiska tillämpningar utanför vetenskaplig forskning.

Några av heliums mest ovanliga egenskaper kan lockas ut vid temperaturer nära absolut noll. Vid sådana temperaturer beter sig helium som en supervätska, vilket betyder att det flyter med noll mätbar viskositet. Den har också en tendens att krypa uppför väggarna i en behållare den hålls i.