Depuis que Vera Rubin a démontré de manière convaincante que les galaxies sont entourées d'une substance invisible, la quête de la nature de la matière noire reste l'un des défis majeurs de la physique. De nouvelles recherches montrent que la matière noire ultra-légère pourrait être écrantée par l'atmosphère terrestre si elle possède une interaction particulière, dite « quadratique », avec les particules du modèle standard (comme une double poignée de main). Près de notre planète, la densité de ces particules varie, et l'atmosphère agit comme un bouclier, limitant le signal dans les laboratoires au sol.
À l'altitude de l'orbite de la Station spatiale internationale, il n'y a plus d'atmosphère, et la « pluie » tombe à pleine intensité. Des horloges optiques ultra-précises pourraient détecter des décalages dans les constantes fondamentales causés par le passage de la matière noire. Si la longueur d'onde de de Broglie des particules est inférieure au rayon de la Terre, un motif dipolaire se forme autour de la planète, qui oscille à mesure que la station se déplace. Cela crée un signal caractéristique difficile à confondre avec du bruit.
Les horloges orbitales pourraient fournir les contraintes les plus strictes sur les propriétés de la matière noire ultra-légère, et les futures horloges nucléaires étendront encore la recherche.
Si la matière noire interagissait fortement avec l'atmosphère, nous la ressentirions comme une pression d'air supplémentaire — mais elle serait négligeable par rapport à la pression atmosphérique normale.