Hélium 3

L’hélium 3, noté $^3text{He}$, est un isotope léger et stable de l’hélium dont le noyau atomique est composé de deux protons et d’un seul neutron. Contrairement à l’isotope commun hélium 4, l’hélium 3 possède un spin global demi-entier, ce qui en fait un fermion pur soumis à la statistique de Fermi-Dirac. Cette nature quantique radicalement différente modifie ses propriétés thermiques et fluides à très basse température : il doit être refroidi à des niveaux infimes de l’ordre de quelques millikelvins pour s’apparier en paires de Cooper et atteindre l’état de superfluidité. En ingénierie cryogénique, l’hélium 3 est une ressource stratégique rare et indispensable, utilisée en mélange avec l’hélium 4 au sein des cryostats à dilution pour refroidir les puces des ordinateurs quantiques.