Helium
Karakteristik > Fase padat dan cair > Keadaan helium II

Helium cair yang berada dalam keadaan di bawah titik lambdanya mulai menunjukkan sifat-sifat yang tak lazim. Helium dalam keadaan ini disebut sebagai helium II. Pendidihan helium II tidak dimungkinkan oleh karena konduktivitas termalnya yang sangat tinggi; pemanasan yang diberikan pada helium II akan menyebabkan penguapan secara langsung menjadi gas. Helium-3 juga mempunyai fase superfluida, namun pada temperatur yang lebih rendah; oleh karena itu, tidaklah diketahui banyak sifat-sifat superfluida isotop helium-3.
Helium II merupakan superfluida, yaitu keadaan mekanika kuantum materi yang bersifat tak lazim. Sebagai contohnya, fluida ini akan mengalir melalui tabung kapiler setipis 10−7 sampai dengan 10−8 m namun tetap tidak terukur viskositasnya. Namun, ketika pengukuran dilakukan antara dua cakram yang bergerak, nilai viskositasnya yang sama dengan gas helium akan terukur. Teori terkini menjelaskan hal ini menggunakan model dua fluida untuk helium II. Dalam model ini, helium cair di bawah titik lambdanya dipandang mengandung sebagian atom helium dalam keadaan dasar yang bersifat superfluida dan mengalir dengan nilai viskositas persis nol, dan sebagian lainnya dalam keadaan tereksitasi, yang berperilaku sama seperti cairan biasa lainnya.
Efek tak lazim helium II dapat terpantau pada efek muncrat helium II. Dalam efek muncrat, suatu bilik dibangun dan tersambung dengan tandon helium II melalui cakram sinter. Helium superfluida akan menembus ke dalam bilik dengan mudahnya tetapi helium non-superfluida tidak akan menembusnya. Jika interior bilik dipanaskan, helium superfluda akan berubah menjadi helium non-superfluida. Agar dapat menjaga kesetimbangan helium superfluida, helium superfluida akan masuk ke dalam bilik dan meningkatkan tekanan, mengakibatkan cairan muncrat keluar dari bilik.
Helium II memiliki konduktivitas termal yang paling besar daripada zat apapun yang diketahui. Konduktivitasnya satu juta kali lebih besar daripada konduktivitas termal helium I dan beberapa ratus kali lipat daripada konduktivitas termal tembaga. Hal ini dikarenakan penghantaran kalor terjadi karena mekanisme kuantum yang khusus. Kebanyakan materi yang menghantarkan kalor dengan baik memiliki pita valensi elektron bebas yang menghantarkan kalor. Helium II tidak memiliki pita valensi seperti itu namun menghantarkan kalor dengan baik. Penghantaran kalor pada helium II diatur oleh persamaan yang mirip dengan persamaan gelombang yang digunakan untuk mengkarakterisasikan perambatan bunyi dalam udara. Ketika kalor diberikan, kalor akan terhantarkan 20 meter per detik pada 1,8 K sebagai gelombang. Fenomena ini dikenal sebagai bunyi kedua.
Helium II juga menunjukkan efek menjalar. Ketika helium ditampung dalam dinding wadah yang tinggi, helium II akan bergerak menjalar ke seluruh permukaan wadah melawan gaya gravitasi. Helium II akan lolos dari wadah penampung yang tidak sumbat dengan menjalar ke sisi-sisi penampung sampai ia mencapai daerah yang lebih hangat dan menguap. Penjalaran helium II ini bergerak dalam bentuk lapisan film helium setebal 30 nm yang tak tergantung pada bahan permukaan. Lapisan film ini disebut sebagai film Rollin dan dinamakan atas penemunya, Bernard V. Rollin. Diakibatkan oleh perilaku penjalaran dan kemampuan helium untuk bocor melalui pori-pori yang sangat kecil, sangatlah sulit untuk menampung dan menyimpan helium cair. Gelombang yang merambat dalam film Rollin diatur oleh persamaan yang sama dengan persamaan gelombang gravitasi dalam air yang dangkal. Namun dalam hal ini, gaya pemulihnya bukanlah gravitasi, melainkan gaya van der Waals. Gelombang ini dikenal sebagai bunyi ketiga'.