Un susurro en una sala ruidosa solo puede captarse con un micrófono muy sensible que apenas haga ruido por sí mismo. En la física de eventos raros, ese papel lo desempeñan los detectores de germanio ultrapuro: un cristal semiconductor que convierte una partícula que lo atraviesa en un diminuto impulso eléctrico. Pero cuanto más grande es el cristal, más difícil resulta mantener su «silencio»: aumenta la capacitancia eléctrica y, con ella, el ruido.
La nueva idea consiste en hacer en el cristal no un contacto plano, sino una ranura anular tallada en círculo. Esta forma debería conservar la baja capacitancia incluso en cristales grandes, como en los pequeños detectores puntuales. Pero tallar una ranura en el germanio no es tarea fácil: el material es frágil, la superficie debe restaurarse perfectamente tras el mecanizado y luego recubrirse con capas finas de germanio amorfo y aluminio. Hasta ahora, nadie había logrado llevar un detector así a un estado operativo.
El equipo de la Universidad de Dakota del Sur fabricó por primera vez dos prototipos compactos de estos detectores y los probó a la temperatura del nitrógeno líquido. Ambas muestras mantuvieron el voltaje de manera estable y, al aplicar unos 340 voltios, comenzaron a «sentir» las partículas, lo que coincidió con los cálculos. Los detectores registraron rayos gamma de americio-241 (presente en los detectores de humo domésticos) y de cesio-137 (un producto de reacciones nucleares). Esto demostró que toda la cadena tecnológica —perforado, corte de la ranura, pulido, deposición, montaje— funciona.
Por ahora no son detectores grandes terminados, sino una prueba de principio. El siguiente paso es aprender a aplicar un contacto de litio sobre la superficie irregular de la ranura. Si se logra, estos cristales podrían ser la base de futuros experimentos de búsqueda de doble desintegración beta sin neutrinos, un proceso que podría explicar por qué en el universo hay materia y no solo luz.
El germanio es uno de los pocos materiales que pueden purificarse hasta tal punto que por cada billón de átomos solo haya un átomo de impureza. Un cristal así, del tamaño de un puño, es uno de los objetos sólidos más puros del universo.
En la novela de Stanisław Lem «La voz del amo», los científicos buscan una señal entre el ruido cósmico utilizando detectores ultraprecisos: cristales de germanio como estos podrían estar en su laboratorio.