En un detector de materia oscura, el gas actúa como una película fotográfica: una partícula que lo atraviesa deja un rastro de electrones libres e iones. Pero cuán brillante sea ese rastro depende de cómo la partícula disipa su energía en el gas. Para iones ligeros, como el flúor, los datos hasta ahora eran imprecisos.
El grupo de la Universidad de Kanagawa construyó una cámara especial con hilos, llena de gas CF4 a una presión de solo 0.06 atmósferas. En ella se introdujo un haz de iones de flúor con energías de 5 a 50 kiloelectronvoltios. Cada ion, al atravesar el gas, arrancaba electrones, y la cámara contaba cuánta carga se acumulaba en los hilos.
Resultó que, a una energía de 30 keV, un ion de flúor produce en promedio 0.45 pares ion-electrón por cada kiloelectronvoltio de energía gastada. Este número casi no varía con la energía, pero disminuye en los valores más bajos: los iones comienzan a chocar más a menudo con los núcleos del gas, desperdiciando energía sin ionizar.
Ahora los desarrolladores de detectores tienen un punto de referencia fiable: conociendo el rendimiento de ionización, se puede convertir la señal en energía de la partícula. Es como calibrar una balanza antes de pesar: sin calibración, cualquier lectura sería una adivinanza.
El gas CF4 (tetrafluorometano) se usa en detectores porque el flúor es uno de los mejores "espejos" para colisiones con las hipotéticas partículas de materia oscura.