Какие физические условия необходимы для получения твёрдого гелия?

Твёрдый гелий представляет собой гелий в кристаллическом состоянии. Это состояние гелия возможно только при температуре, близкой к абсолютному нулю и давлении, значительно превышающем атмосферное. Гелий - единственный элемент, который не затвердевает, оставаясь в жидком состоянии, при атмосферном давлении и сколь угодно малой температуре. Переход в твёрдое состояние возможен только при давлении более 25 атм.

В 1908 году Хейке Камерлинг-Оннес получил гелий в жидкой форме (путем его конденсации), после чего попытался получить и твёрдый гелий. Откачкой паров ему удалось достичь λ-точки (1,4 К). За последующие 10 лет исследований ему удалось опуститься до 0,8 К, но гелий оставался жидким. И только в 1926 году ученик Камерлинг-Оннеса Виллем Хендрик Ке́езом смог получить 1 см³ твёрдого гелия, используя не только низкую температуру, но и повышенное давление порядка 25 атм.

Твёрдый гелий - прозрачное вещество, поэтому границу между ним и жидким гелием трудно обнаружить, так как их показатели преломления близки. При этом, плотность твёрдого гелия-4 очень мала, и составляет всего 0,187 г/см³ (менее 20 % от плотности льда при −273 °C). Плотность твёрдого гелия-3 ещё ниже, но для его образования необходимо ещё более высокое давление (29 атм) и ещё более низкая температура (0,3 К). Также, для твердого гелия характерна высокая сжимаемость (до 3,5*10-8 Па-1).

P.S. Ге́лий - инертный газ, атомный номер 2. Самый распространённый (после водорода) элемент во Вселенной.