Les aimants supraconducteurs et les cavités supraconductrices à micro-ondes et à radiofréquences sont des composants essentiels des accélérateurs de particules chargées pour la physique nucléaire et la physique des particules, ainsi que des accélérateurs de faisceaux de collision à haute énergie, dont les supraconducteurs sont refroidis à l'hélium liquide. Plus précisément, les aimants des anneaux de stockage de grosses particules sont refroidis à l'aide de quantités importantes d'hélium.
Dans des systèmes tels que les résonateurs de radiofréquences ou de micro-ondes de taille considérable, l'hélium liquide maintient le système supraconducteur à une température uniforme, ce qui est essentiel pour le fonctionnement. Des détecteurs de particules spécialisés utilisent de l'hélium pour refroidir les cibles d'accélérateurs à des températures basses.
L'hélium liquide refroidit les aimants supraconducteurs nécessaires à la résonance magnétique nucléaire (RMN) utilisée en chimie structurelle. L'hélium est également utilisé pour refroidir les échantillons pour divers types de transport électrique, études magnétiques, thermiques et spectroscopiques.
L'astronomie et l'astrophysique dépendent de l'hélium liquide pour refroidir les détecteurs infrarouges et autres à très basse température afin de réduire les bruits mécaniques et électriques et d'étudier les signaux faibles.
Les études en astrophysique, notamment la matière noire, reposent sur l'hélium pour refroidir les détecteurs.
L'hélium en tant qu'agent cryogénique dans les laboratoires fournit des températures basses pour la mesure, le refroidissement des aimants supraconducteurs ou des détecteurs de refroidissement pour atteindre les températures de fonctionnement ou réduire le bruit.
