كرات نانوية تطفو في الهواء تلتقط ارتجاجات المادة المظلمة ✛
كرة سيليكونية قطرها 166 نانومترًا تطفو في شعاع ليزر تحت الحمراء. الضغط أقل من 10⁻⁸ مليبار، ودرجة حرارة الحركة حوالي 10 ملي كلفن. هذا أبرد من إشعاع الخلفية الكونية. الكرة عبارة عن مقياس زلازل مجهري يلتقط الارتجاجات الكمية للجسيمات غير المرئية.
كل اصطدام لجسيم المادة المظلمة ينقل زخمًا إلى الكرة. تهتز الكرة. يتم تتبع موضعها بواسطة الضوء المبعثر بدقة محدودة بالتقلبات الكمية. وصلت الحساسية إلى 65 كيلو إلكترون فولت/ج - أي أسوأ بمقدار 2.7 مرة فقط من الحد الكمي المعياري لمثل هذا المذبذب. هذا مثل سماع خطوات فأر على الطرف الآخر من الجسر.
على مدى 26.1 يومًا، تراكمت أحداث بسعات من 1 إلى 4 MeV/c. أصلها غير واضح. اعتمد التحليل المحافظ عليها كإشارة محتملة أو خلفية. ونتيجة لذلك، تم وضع حدود عليا لقوة اقتران المادة المظلمة بالنيوترونات: بالنسبة للمادة المظلمة الفيريالية - حتى 10⁻⁷ لكل كتلة 1 GeV/c²، وبالنسبة للمادة المظلمة الحرارية - قيود للكتل التي تزيد عن 10³ GeV/c². بالنسبة للمادة المظلمة المركبة التي تبلغ كتلة مكونها 1 keV/c²، تكون حدود المقطع العرضي للتبعثر على النيوترون أقوى بمرتبتين من تجارب القوة الخامسة وتبريد النجوم.
تفتح الطريقة الطريق أمام مصفوفات من الكرات النانوية. شبكة 10×10 ستحسن الحساسية بعدة مراتب. قياس الزخم ثلاثي الأبعاد سيسمح بإعادة بناء اتجاه الارتداد واستخدام التعديل اليومي لتأكيد الأصل المجري للإشارة. من الممكن اكتشاف النيوترينوات المفردة المنبعثة أثناء التحلل الإشعاعي داخل الكرة. يتحول مقياس الزلازل إلى تلسكوب.
كرة نانوية كتلتها 5 فيمتوغرامات تحتوي على حوالي 10¹⁰ ذرة، لكن حركتها تُبرَّد إلى درجة حرارة حوالي 10 ملي كلفن، وهي أبرد من إشعاع الخلفية الكونية. ومع ذلك، يمكن للمستشعر تسجيل نقل نبض يعادل ضربة إلكترون واحد يطير بسرعة عدة مئات من الأمتار في الثانية.
فكرة استخدام أجسام مجهرية عائمة لاكتشاف المادة غير المرئية تذكرنا بمفهوم "المسابير البلانكية" في الخيال العلمي، مثل رواية غريغ إيغان "سلم شيلد" حيث تلتقط أجهزة كشف فائقة الحساسية جسيمات غريبة.