Dans une salle bruyante, on ne peut capter un murmure qu'avec un microphone extrêmement sensible qui ne fait lui-même presque aucun bruit. En physique des événements rares, ce rôle est joué par des détecteurs en germanium ultra-pur, un cristal semi-conducteur qui transforme le passage d'une particule en une minuscule impulsion électrique. Mais plus le cristal est gros, plus il est difficile de préserver son « silence » : la capacité électrique augmente, et avec elle le bruit.

La nouvelle idée consiste à réaliser sur le cristal non pas un contact plat, mais une rainure annulaire creusée en cercle. Cette forme devrait conserver une faible capacité même pour de grands cristaux, comme c'est le cas pour les petits détecteurs ponctuels. Mais creuser une rainure dans le germanium n'est pas une mince affaire : le matériau est fragile, la surface doit être parfaitement restaurée après l'usinage, puis recouverte de fines couches de germanium amorphe et d'aluminium. Jusqu'à présent, personne n'était parvenu à faire fonctionner un tel détecteur.

L'équipe de l'Université du Dakota du Sud a fabriqué pour la première fois deux prototypes compacts de ces détecteurs et les a testés à la température de l'azote liquide. Les deux échantillons ont maintenu la tension de manière stable et, lorsqu'on a appliqué environ 340 volts, ils ont commencé à « sentir » les particules, conformément aux calculs. Les détecteurs ont enregistré des rayons gamma provenant de l'américium-241 (présent dans les détecteurs de fumée domestiques) et du césium-137 (un produit des réactions nucléaires). Cela a prouvé que toute la chaîne technologique — perçage, découpe de la rainure, polissage, dépôt en couche mince, montage — fonctionne.

Ce ne sont pas encore de grands détecteurs finis, mais seulement une validation du principe. La prochaine étape consiste à apprendre à déposer un contact au lithium sur la surface irrégulière de la rainure. Si cela réussit, ces cristaux serviront de base aux futures expériences de recherche de la double désintégration bêta sans neutrino, un processus qui pourrait expliquer pourquoi l'Univers contient de la matière et pas seulement de la lumière.