Refroidi à l'extrême, l'hélium devient un superfluide capable de grimper aux parois de son récipient.

Le phénomène de superfluidité a été découvert en 1937 par Pyotr Kapitsa, John Allen et Don Misener. Pour l'hélium-4, cette transition se produit en dessous de la température critique de 2,17 Kelvin, appelée point lambda. À ce stade, une partie des atomes d'hélium s'effondre dans l'état quantique le plus bas possible, formant un condensat de Bose-Einstein.Dans cet état, les atomes perdent leur identité individuelle et se déplacent de manière totalement coordonnée. L'absence de viscosité signifie que le liquide ne subit aucune perte d'énergie cinétique par frottement. Cela permet à l'hélium de former un film extrêmement fin, appelé film de Rollin, qui rampe sur les surfaces solides.Ce film, d'une épaisseur de seulement quelques dizaines de nanomètres, permet au liquide de franchir les parois du récipient pour rejoindre un niveau d'énergie plus bas à l'extérieur. L'hélium superfluide possède également une conductivité thermique infinie, ce qui empêche toute ébullition visible. Ces propriétés font de l'hélium un outil indispensable dans la recherche moderne, notamment pour refroidir les aimants supraconducteurs du Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) au CERN.