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液氦是氦氣在極低溫下液化形成的特殊物質(zhì)，沸點為4.215K（約-269℃），在標準大氣壓下即可存在。1908年7月10日，荷蘭物理學(xué)家海克·卡末林·昂內(nèi)斯在萊頓低溫實驗室首次成功液化氦氣，獲得4.15K的低溫，這不僅驗證了氣體臨界溫度理論，更打開了通往量子世界的大門。這一突破為1911年超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)提供了關(guān)鍵條件，昂內(nèi)斯也因此榮獲1913年諾貝爾物理學(xué)獎，標志著低溫物理學(xué)的崛起。

當溫度降至2.18K時，液氦由HeⅠ相轉(zhuǎn)變?yōu)镠eⅡ相，展現(xiàn)出超流性——能沿容器壁向上“爬行”，形成無粘滯流動；其熱導(dǎo)率可達銅的800倍，遠超常規(guī)材料。這種奇特行為源于玻色-愛因斯坦凝聚，即大量氦-4原子進入同一量子基態(tài)，呈現(xiàn)出宏觀量子現(xiàn)象。此外，液氦還存在“第二聲波”等獨特?zé)岵▌幽Ｊ剑蔀檠芯苛孔恿黧w的理想載體。

液氦在現(xiàn)代科技中扮演著不可替代的角色。醫(yī)院中的核磁共振儀依賴液氦冷卻超導(dǎo)磁體，維持零電阻運行；歐洲大型強子對撞機使用上萬噸液氦維持超導(dǎo)磁體工作；量子計算機如谷歌“懸鈴木”也需液氦提供毫開爾文級低溫環(huán)境。2025年，我國自主研制的萬瓦級氦制冷機成功問世，制冷量超10000瓦，關(guān)鍵部件國產(chǎn)化，突破了高速透平膨脹機與高真空絕熱技術(shù)瓶頸，大幅降低對天然氦資源的依賴。

盡管氦氣主要源于天然氣提取且儲量有限，但先進制冷技術(shù)正推動液氦溫區(qū)的可持續(xù)應(yīng)用，成為支撐醫(yī)療、能源與前沿科學(xué)的核心力量。