Au sous-sol du laboratoire, un aimant de 8 teslas bourdonne. À l'intérieur, tel une cloche dans un clocher, est suspendu un cylindre creux en cuivre, accordé sur une note unique. Si un axion, particule de matière noire, venait à passer à proximité, le cylindre répondrait par un tintement faible. Le problème, c'est que le cuivre ordinaire étouffe ce tintement : à haute fréquence, le courant ne circule que sur une fine couche superficielle du métal, et les pertes augmentent. Un supraconducteur sonnerait plus clair, mais dans un champ intense, il est transpercé de vortex et perd ses propriétés.
Les physiciens du groupe CAPP ont trouvé le moyen de creuser un fossé profond autour du résonateur. Ils ont pris un ruban de supraconducteur à haute température REBCO et ont mécaniquement décollé la couche supraconductrice de son substrat rigide, laissant sur la face arrière un stabilisateur en cuivre de 20 à 100 micromètres d'épaisseur. Cette couche de cuivre n'est pas devenue un simple support, mais une base conductrice. Les fentes entre les segments du résonateur se sont transformées en guides d'ondes sous la fréquence de coupure, et le champ radiofréquence s'y atténue comme une vague dans un canal étroit, sans atteindre le substrat résistif.
Pour vérifier l'idée, deux résonateurs ont été fabriqués. L'un à fréquence fixe de 5,40 GHz, pour un facteur de qualité record. Le second, accordable à 2,3 GHz, a été intégré à l'hélioscope opérationnel CAPP-PACE. Le premier a atteint un facteur de qualité non chargé de 1,4×10⁷ dans un champ de 8 T, soit deux ordres de grandeur supérieur à celui d'un résonateur en cuivre. Le second a montré une température de bruit du système de 180 millikelvins et une supériorité d'un facteur cinq en facteur de qualité par rapport au cuivre.
Auparavant, un résonateur à haute qualité dans un champ intense était inaccessible : le cuivre est limité par l'effet de peau anormal, et les supraconducteurs sont détruits par les vortex. Désormais, le fossé profond en cuivre atténue les fuites, et la cloche sonne clair même dans le grondement de l'aimant. La technologie est prête pour les expériences de recherche de matière noire et peut être adaptée aux résonateurs d'accélérateur. Au sous-sol du laboratoire, la cloche continue d'écouter, et son tintement devient de plus en plus distinct.
Un facteur de qualité de 1,4×10⁷ signifie que le résonateur à 5,4 GHz a une largeur de raie d'environ 400 Hz seulement, soit 13 millions de fois moins que sa fréquence de résonance.
La recherche des axions évoque l'intrigue du roman « Pique-nique au bord du chemin » des frères Strougatski : les scientifiques cherchent des artefacts d'un monde invisible qui pourraient changer notre compréhension de l'Univers.