Quel matériau a le point de congélation le plus bas?

Le matériau avec le point de congélation le plus bas est l'hélium.Sous des pressions typiques, il ne gèle pas du tout, même à des températures approchant le zéro absolu.Les raisons pour lesquelles sont dictées par la mécanique quantique: l'énergie à point zéro d'un système d'hélium est trop grande pour permettre la congélation.L'énergie du point zéro est l'énergie minimale dont une particule ou un système a toujours, quoi qu'il arrive.L'hélium est la seule substance qui n'a pas de point de congélation sous pression ambiante, quelle que soit la température.

Un point de congélation pour l'hélium n'existe que sous au moins 25 atmosphères de pression et une température de 1,15 K. Ces conditions ont été créées dansUn laboratoire par refroidissement par évaporation.Le résultat est un solide incolore et hautement compressible qui est pratiquement invisible.L'hélium solide est si difficile à voir que des couches de polystyrène sont utilisées juste pour dire où elle est.La densité de l'hélium solide elle-même n'est que 66 fois supérieure à l'air.En comparaison, l'eau est 1000 fois plus dense que l'air.

L'hélium a d'abord été liquéfié en 1908 par le physicien néerlandais Heike Onnes, qui l'a refroidi à 1 degré Kelvin.À sa grande surprise, un nouveau refroidissement ne l'a pas fait atteindre son point de congélation.Ce n'est que 18 ans plus tard, en 1926, que son élève, Williem Keesom, a pu solidifier l'hélium en le refroidissant dans une chambre de pression.Aujourd'hui, la liquéfaction de l'hélium est une étape essentielle pour l'extraire de la terre et la stocker.

L'hélium liquide est souvent utilisé comme agent de refroidissement cryogénique lorsque l'azote liquide ne suffit pas.Il doit être maintenu sous une haute pression continue et une basse température, sinon il se dilate rapidement et les transitions vers un gaz.L'hélium solide n'a pas d'applications pratiques en dehors de la recherche scientifique.

Certaines des propriétés les plus inhabituelles de l'hélium peuvent être conduites à des températures proches du zéro absolu.À de telles températures, l'hélium se comporte comme un superfluide, ce qui signifie qu'il circule avec une viscosité mesurable nulle.Il a également tendance à grimper les murs d'un récipient dans lequel il est maintenu.