Donma noktası en düşük olan malzeme helyumdur. Tipik basınçlarda mutlak sıfıra yaklaşan sıcaklıklarda bile donmaz. Kuantum mekaniği tarafından belirlenme nedenleri: helyum sisteminin sıfır nokta enerjisi donmaya izin vermeyecek kadar büyük. Sıfır noktası enerjisi, ne olursa olsun, bir parçacık veya sistemin her zaman sahip olduğu minimum enerjidir. Helyum, sıcaklık ne olursa olsun, ortam basıncı altında donma noktasına sahip olmayan tek maddedir.
Helyum için bir donma noktası, sadece en az 25 atmosfer basıncı altında ve 1,15 K sıcaklıkta mevcuttur. Bu koşullar, buharlaştırıcı soğutma yoluyla bir laboratuarda yaratılmıştır. Sonuç, neredeyse görünmez olan renksiz, çok sıkıştırılabilir bir katıdır. Katı helyum, strafor katmanlarının sadece nerede olduğunu söylemek için kullanıldığını görmek çok zor. Katı helyumun yoğunluğunun kendisi havadan sadece 66 kat daha fazladır. Karşılaştırma olarak, su havadan 1000 kat daha yoğundur.
Helyum ilk olarak 1908'de Hollandalı fizikçi Heike Onnes tarafından 1 derece Kelvin derecesine kadar soğutuldu. Sürprizine rağmen, daha fazla soğutma, donma noktasına ulaşmasına neden olmadı. 1826 yılına kadar, 1926'da, öğrencisi Williem Keesom'un, bir basınç odasında soğutmak suretiyle helyumu katılaştırabilmesi mümkün değildi. Bugün, helyumun sıvılaştırılması onu dünyadan çıkarmak ve depolamak için hayati bir adımdır.
Sıvı helyum, genellikle sıvı azot yetmediğinde kriyojenik bir soğutma maddesi olarak kullanılır. Sürekli yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta tutulmalıdır, aksi takdirde hızla genişler ve bir gaza geçer. Katı helyumun bilimsel araştırma dışında pratik bir uygulaması yoktur.
Helyumun en olağandışı özelliklerinden bazıları mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda eşeksenli olabilir. Bu gibi sıcaklıklarda, helyum bir aşırı akışkan gibi davranır, yani sıfır ölçülebilir viskozite ile akar. Aynı zamanda içinde bulunduğu bir kabın duvarlarını sünme eğilimindedir.
