La materia oscura no brilla ni refleja la luz, pero su atracción mantiene a las galaxias unidas, impidiendo que se deshagan. De qué está compuesta es un misterio. Uno de los principales candidatos son los axiones, partículas ultraligeras. Su búsqueda es como escuchar una señal de radio muy débil, pero el ruido propio del receptor estorba.
Los científicos han propuesto un nuevo receptor: un electrón solitario en una trampa de Penning (un dispositivo donde los campos magnético y eléctrico mantienen una partícula cargada suspendida). El electrón absorbe fotones de microondas, partículas de luz. Cada absorción desplaza ligeramente la fase de sus oscilaciones. Este desplazamiento puede detectarse si se amplifica la señal de una manera especial que suprime el ruido térmico. Este contador de fotones individuales funciona en frecuencias de 30 a 60 GHz y es adecuado para buscar axiones con masas entre 0,124 y 0,248 meV (milielectronvoltio, una unidad de energía diminuta incluso para los estándares de las partículas elementales).
El método se compara con un detector ideal. Solo es ligeramente inferior, y eso basta para explorar por primera vez una región de masas que antes estaba fuera de alcance. Además de la caza de materia oscura, la técnica servirá para mediciones de frecuencias de ultra precisión en trampas de Penning.
Una trampa de Penning puede mantener un electrón durante meses, sin que toque las paredes, como si levitara en una jaula invisible de campos magnéticos.