ليزر الأشعة السينية LCLS-II في كاليفورنيا يطلق ومضات قصيرة وقوية — مثل آلة الوميض في قاعة الرقص. بين الومضات تبقى فترات مظلمة طولها 26.9 نانوثانية (أجزاء من مليار من الثانية). في هذه الفترات تحديدًا يريد الفيزيائيون اصطياد المادة المظلمة — المادة الغامضة التي لا تشع لكنها تجذب المادة العادية بجاذبيتها.
الفكرة هي: في الفترة بين ومضات الليزر، يتم إرسال إلكترون واحد فقط نحو صفيحة رقيقة. إذا كانت المادة المظلمة موجودة على شكل جسيمات خفيفة، فقد يصطدم الإلكترون بها أحيانًا وينقل لها جزءًا من طاقته. عندها، بعد الصفيحة، سيرى الكاشف أن الإلكترون فقد طاقة، رغم عدم تولد أي شيء مرئي. هذا "الاختفاء" سيكون إشارة على وجود المادة المظلمة.
لكن هناك عائق: حتى في الفترات بين الومضات، قد تطير إلكترونات عشوائية في المسرع — ما يسمى بالتيار المظلم. هذا التيار يخلق خلفية قد تفسد القياس. قام العلماء بتجميع نموذج أولي لكاشف من وميضيات (scintillators) — وهي ألواح تتوهج بالضوء عند مرور جسيم. تم وضعه في مسار الحزمة، وتم حساب عدد الإلكترونات العشوائية التي تصل في الفترات. اتضح أن عددها قليل جدًا — أقل بملايين المرات مما هو مطلوب للإشارة المفيدة. هذه أخبار جيدة: الفجوات الفارغة في الليزر نظيفة بالفعل، ويمكن البحث فيها عن المادة المظلمة.
إذًا، الفترات بين ومضات الليزر ليست وقتًا فارغًا، بل ممر هادئ يمكننا من خلاله سماع همس المادة المظلمة. إذا نجحت التجربة، سنتمكن لأول مرة من اصطياد الجسيم الذي يشكل معظم مادة الكون.
المسافة بين حزم الإلكترونات في LCLS-II هي 26.9 نانوثانية. خلال هذا الوقت، يقطع الضوء مسافة 8 أمتار فقط، بينما يقطع الإلكترون في المسرع أقل من سنتيمتر.