液氦是氦气在极低温下液化形成的特殊物质，沸点为4.215K（约-269℃），在标准大气压下即可存在。1908年7月10日，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯在莱顿低温实验室首次成功液化氦气，获得4.15K的低温，这不仅验证了气体临界温度理论，更打开了通往量子世界的大门。这一突破为1911年超导现象的发现提供了关键条件，昂内斯也因此荣获1913年诺贝尔物理学奖，标志着低温物理学的崛起。

当温度降至2.18K时，液氦由HeⅠ相转变为HeⅡ相，展现出超流性——能沿容器壁向上“爬行”，形成无粘滞流动；其热导率可达铜的800倍，远超常规材料。这种奇特行为源于玻色-爱因斯坦凝聚，即大量氦-4原子进入同一量子基态，呈现出宏观量子现象。此外，液氦还存在“第二声波”等独特热波动模式，成为研究量子流体的理想载体。

液氦在现代科技中扮演着不可替代的角色。医院中的核磁共振仪依赖液氦冷却超导磁体，维持零电阻运行；欧洲大型强子对撞机使用上万吨液氦维持超导磁体工作；量子计算机如谷歌“悬铃木”也需液氦提供毫开尔文级低温环境。2025年，我国自主研制的万瓦级氦制冷机成功问世，制冷量超10000瓦，关键部件国产化，突破了高速透平膨胀机与高真空绝热技术瓶颈，大幅降低对天然氦资源的依赖。

尽管氦气主要源于天然气提取且储量有限，但先进制冷技术正推动液氦温区的可持续应用，成为支撑医疗、能源与前沿科学的核心力量。