ヘイケ・カメルリング・オネスは、物質をほぼ絶対零度に近い温度まで冷やす技術を開発し、1908年にヘリウムの液化に成功しました。この極低温環境では、金属の電気抵抗が急激に変化することが確かめられ、1911年には水銀が抵抗ゼロになる現象（超伝導）を発見しました。低温物理学は、電子機器の損失低減や磁気浮上列車、量子計算機など、将来の技術革新の種を提供しています。また、宇宙の極低温領域を理解する手がかりにもなります。オネスの実験装置や温度計測法は、現在のクライオスタットや温度標準の原型となりました。

オネスは高圧ポンプと断熱真空二重容器（デュワー）を組み合わせたクライオスタットを設計し、ヘリウムの臨界点（5.19 K, 2.24 atm）を越えて断熱膨張させることで液体ヘリウムを得た。液化によって到達した4.2 Kという温度は、当時未知の物性相転移を探る理想的なステージとなり、金属抵抗の温度依存を詳細に測定する契機となった。その結果、水銀が臨界温度約4.2 Kで抵抗ゼロに転移する超伝導現象が記録され、電気伝導メカニズム研究に革命を起こした。オネスはまた、蒸気圧温度計を校正して0.01 Kオーダーの精度で温度を読み取り、国際温度尺度の基礎を整備した。液体ヘリウムは今日でもNMR、MRI、粒子加速器、深宇宙探査機の冷却など多様な応用で不可欠である。

Kamerlingh Onnes optimized Joule–Thomson expansion of ⁴He via pre-cooling stages employing cascaded H₂/N₂ refrigeration, achieving continuous liquefaction rates sufficient for systematic transport measurements. His four-terminal resistivity bridge, accurate to 10⁻⁶ Ω, revealed an abrupt drop in ρ(T) for Hg at Tc≈4.19 K, contradicting the Drude model and prompting theoretical developments culminating in BCS half a century later. The Leiden tables of p–T relations for helium set metrological standards still referenced in ITS-90. Onnes’s work stimulated subsequent investigations of superfluidity (λ-point at 2.17 K) and isotopic effects in ³He/⁴He mixtures. His cryogenic engineering principles—thermal anchoring, radiation shielding, and vacuum insulation—remain foundational in dilution refrigerators and superconducting magnet systems.