¿Qué material tiene el punto de congelación más bajo?
El material con el punto de congelación más bajo es el helio. Bajo presiones típicas, no se congela en absoluto, incluso a temperaturas cercanas al cero absoluto. Las razones por las cuales están dictadas por la mecánica cuántica: la energía de punto cero de un sistema de helio es demasiado grande para permitir la congelación. La energía del punto cero es la energía mínima que una partícula o sistema siempre tiene, pase lo que pase. El helio es la única sustancia que no tiene un punto de congelación bajo presión ambiental, sin importar la temperatura.
Un punto de congelación para helio solo existe bajo al menos 25 atmósferas de presión y una temperatura de 1.15 K. Estas condiciones se han creado en un laboratorio a través del enfriamiento por evaporación. El resultado es un sólido incoloro, altamente compresible que es prácticamente invisible. El helio sólido es tan difícil de ver que se usan capas de espuma de poliestireno solo para saber dónde está. La densidad del helio sólido en sí es solo 66 veces mayor que el aire. En comparación, el agua es 1000 veces más densa que el aire.
El helio se licuó por primera vez en 1908 por el físico holandés Heike Onnes, quien lo enfrió a 1 grado Kelvin. Para su sorpresa, un enfriamiento adicional no hizo que alcanzara su punto de congelación. No fue sino hasta 18 años después, en 1926, que su alumno, Williem Keesom, pudo solidificar el helio enfriándolo en una cámara de presión. Hoy en día, la licuefacción del helio es un paso vital para extraerlo de la tierra y almacenarlo.
El helio líquido a menudo se usa como agente de enfriamiento criogénico cuando el nitrógeno líquido no es suficiente. Debe mantenerse bajo alta presión continua y baja temperatura, de lo contrario se expande rápidamente y pasa a un gas. El helio sólido no tiene aplicaciones prácticas fuera de la investigación científica.
Algunas de las propiedades más inusuales del helio pueden obtenerse a temperaturas cercanas al cero absoluto. A tales temperaturas, el helio se comporta como un superfluido, lo que significa que fluye con una viscosidad mensurable cero. También tiende a arrastrarse por las paredes de un contenedor en el que se encuentra.