大多數液體在常壓下進行降溫都可以得到固體，但有一個例外就是氦-4，在常壓下，即使到絕對零度，氦-4仍然會保持液態。這種現象只能用量子力學才能夠解釋。

首先讓我們來了解一下關於氦的基本知識。氦在自然界中有三種同位素，前兩種大家可能聽的比較多，氦-3和氦-4，氦-4在氦的同位素中是含量最多的，液態氦-4經常會用作一種低溫液體來對研究物件進行降溫，在科研和工程中有很大的應用；氦-3的含量相對於氦-4也要貴很多，因此一般的科研單位也不會用氦-3來進行冷卻。氦-3的另一個用處就是可以作為核聚變的原料參與反應，這在能源工程上佔有很重要的地位。人類在月壤中發現了含量驚人的氦-3，使得探索月球在能源領域佔據了獨特的地位。除了氦-3和氦-4，自然界中還有一種氦的同位素就是氦-6，但氦-6的半衰期僅僅0.82秒，所以我們的研究物件主要是氦-3和氦-4.

氦-4是在1868年在觀測日全食時被發現的。1908年，荷蘭物理學家昂內斯首次液化了氦-4，併成功利用液化的氦-4發現了汞的超導電性。氦-4在常壓下的沸點是4.2K，但在常壓下，直到0K，氦-4也一直保持為液態。我們可以從氦-4的相圖中看出這一點。

我們可以簡單理解一下為什麼氦-4在常壓下無法實現凝固。一般情況下，凝固是靠分子之間的範德瓦爾斯力和熱運動之間的平衡來實現的。如果溫度足夠低，範德瓦爾斯力大過了無序熱運動，分子之間便逐漸趨向於形成一個規則的結晶晶格。但是在氦-4的情況下，由於氦是單原子分子，而且分子大小相對於其它元素都要小，因此範德瓦爾斯力也要弱很多。僅僅這樣還不足以導致氦-4無法凝固。還有一個很重要的原因需要考慮到量子力學中的零點能。材料中的漲落包括兩種，熱漲落和量子漲落。在零溫下，熱漲落消失了，但是量子漲落仍然存在。正是由於量子漲落的存在使得氦原子在零溫下仍然無法實現凝固。

我們可以透過加壓的方法讓液氦凝固。比如在零溫時，需要加一個2.5MPa的壓力，相當於25個大氣壓。