액체헬륨은 헬륨 가스를 극저온에서 냉각하여 액화한 물질이다. 헬륨은 원자 번호 2로, 비활성 기체 중 하나로 알려져 있다. 이는 원자 구조상 전자가 최소화되어 있어 다른 원소와 결합하기 어려운 성질을 갖고 있다. 액체헬륨은 세계에서 두 번째로 낮은 끓는점을 가지며, 약 -269도 셀시우스에서 액화된다. 이로 인해 액체헬륨은 물질 중에서 가장 낮은 온도에서 존재하는 상태 중 하나로, 초전도체 및 초저온 물리학 실험에 주로 사용된다.

액체헬륨은 두 가지 동위원소인 헬륨-3와 헬륨-4가 존재한다. 이 두 동위원소는 물리적 성질에서 차이를 보이며, 특히 헬륨-4는 초유체 상태로 존재할 수 있다. 초유체는 점성이 거의 없는 특이한 상태로, 내부 마찰 없이 흐를 수 있는 성질을 가진다. 이러한 초유체 특성은 사회과학, 공학, 그리고 기초 물리학 연구 등 다양한 분야에서 중요한 연구 주제로 다루어진다.

액체헬륨은 주로 초전도체 냉각, 의료용 MRI 기기, 그리고 여러 과학 실험에서 필수적인 냉각 매체로 사용된다. 예를 들어, 초전도체는 전기가 흐를 때 저항이 없는 성질을 가지는데, 이를 활용하기 위해서는 극저온이 필수적이다. 액체헬륨은 이러한 저온을 제공함으로써 전자기계 공학 및 물리학 연구에 기여하고 있다.

하지만 액체헬륨은 그 생산과 저장이 어렵고 비용이 많이 드는 점에서 일부 단점이 있다. 헬륨 자원의 고갈 우려와 환경적 문제로 인해 액체헬륨의 효율적인 사용 및 재활용 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 이를 통해 액체헬륨의 활용도를 높이고, 급증하는 수요를 충족시키기 위한 노력이 필요하다. 액체헬륨의 특성과 그 응용 범위는 과학 기술의 발전에 큰 기여를 하고 있으며, 앞으로도 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.