المادة المظلمة لا تصدر ضوءًا ولا تعكسه، لكن وجودها يكشف عبر تأثيرها الجاذبي على المادة المرئية. لتسجيل جسيم واحد على الأقل، يبني الفيزيائيون كاشفات تشبه غرفًا هادئة جدًا: في داخلها بلورات تتوهج عندما يصطدم بها جسيم. لكن التوهج ضعيف، وإذا فقد الضوء في الطريق، قد لا تُلاحظ الإشارة.
في منشأة COSINE-100U، تعلّمت بلورات يوديد الصوديوم جمع الضوء بشكل أفضل. سابقًا، كانت بين البلورة والمضاعف الضوئي — الجهاز الذي يحول الضوء إلى إشارة كهربائية — نوافذ كوارتزية. كان الضوء يمر عبر عدة حدود بين الوسائط وينعكس جزئيًا. الآن أُزيلت النوافذ، وضُغطت المضاعفات الضوئية على أطراف البلورات عبر حشوات سيليكونية رقيقة بسمك 2 مليمتر. كما شُطفت حواف البلورات الكبيرة بحيث يتدفق الضوء نحو المستشعرات كما في ميزاب. ونتيجة لذلك، أصبحت جميع البلورات الثماني تعطي ضوءًا أكثر — حتى 27,7 إلكترونًا ضوئيًا لكل كيلوإلكترون فولت، بينما كان حوالي 15 سابقًا.
هذا ليس مجرد نزوة تقنية. كلما كان التوهج أكثر سطوعًا، كان من الأسهل تمييز الإشارة الحقيقية للمادة المظلمة عن الضوضاء العشوائية. بالإضافة إلى ذلك، قلل التصميم الجديد الخلفية الناتجة عن التلوث الإشعاعي على سطح البلورات. بلورتان كانتا سابقًا غير صالحتين تمامًا للتحليل بسبب ضعف الضوء، عادتا الآن إلى الخدمة. أظهرت الفحوصات أن التغليف الجديد لا يخاف من الغمر الطويل في السائل الوميضي عند درجة حرارة منخفضة — وهي ظروف قاسية في المختبر تحت الأرض.
وهكذا يستعد الكاشف المحدث للاختبار الرئيسي. مجموعة DAMA/LIBRA أبلغت لسنوات عن تذبذبات موسمية غامضة في الإشارة يمكن تفسيرها بالمادة المظلمة. COSINE-100U ببلوراته الأكثر سطوعًا ونقاءً سيتمكن أخيرًا من تأكيد أو دحض هذه الملاحظة.
بلورات يوديد الصوديوم تتوهج ليس فقط من المادة المظلمة، بل أيضًا من الإشعاع العادي — لذلك تُزرع في ظروف فائقة النقاء، ويُخفى الكاشف عميقًا تحت الأرض.