La scène est baignée d'une lumière glaciale, et des spectateurs en silicium y sont alignés. Chacun est une matrice de minuscules diodes à avalanche, capables de détecter un photon unique, mais seulement si la température ambiante descend à 165 K. Auparavant, on préparait ces spectateurs individuellement, à la main, et personne ne pouvait garantir qu'ils se comporteraient de manière identique sur une grande scène. Désormais, on leur a construit une scène thermostatée avec une fenêtre transparente aux ultraviolets et un projecteur mobile capable de viser avec une précision d'un dixième de millimètre.

Le projecteur n'est pas ordinaire : il génère la lumière du xénon liquide, celle-là même qui scintille dans les détecteurs de matière noire. Mais l'ultraviolet à 175 nm est capricieux, il est avidement absorbé par l'humidité de l'air. C'est pourquoi la fenêtre en fluorure de calcium est constamment balayée par de l'azote sec, comme on essuie les verres de lunettes avant une conversation importante. Et en coulisses, dans une boîte sombre, on maintient un froid d'une stabilité remarquable : la température ne varie que de 1,2 mK sur dix minutes.

Dix spectateurs de la matrice Hamamatsu sont montés sur scène, et pour chacun on a mesuré trois choses. Premièrement, le courant d'obscurité, c'est-à-dire le nombre de fois où le détecteur se déclenche dans l'obscurité totale, en l'absence de photons. Deuxièmement, la charge d'un seul photoelectron, un petit paquet de courant créé par un photon unique. Troisièmement, l'efficacité de détection des photons, c'est-à-dire la probabilité qu'un photon produise effectivement un signal. À 165 K, elle atteint 16,3 %, et le coefficient de température de la tension de claquage est de (52,8±0,5) mV/K. Cela signifie que pour chaque degré de réchauffement, il faut augmenter la tension du détecteur pour qu'il reste en forme.

Avant cette scène, personne ne pouvait refroidir simultanément une centaine de ces spectateurs et diriger sur chacun un faisceau ultraviolet avec une précision millimétrique. Les systèmes de caractérisation commerciaux sont conçus pour la température ambiante, et les mesures individuelles en laboratoire ne fournissent pas de statistiques. Désormais, une chaîne est en place : on charge la matrice, on définit les coordonnées, et la scène fait passer le spectateur par toutes les épreuves. Cela comble le fossé entre l'expérience unique et le contrôle qualité industriel.

La scène travaille déjà pour la collaboration nEXO, qui prépare un détecteur pour la recherche de la double désintégration bêta sans neutrinos. Il faut des milliers de spectateurs en silicium aux caractéristiques connues, et chacun doit résister à des années dans le xénon liquide. À l'avenir, on pourra aussi utiliser cette scène pour étudier comment l'ultraviolet dégrade progressivement les détecteurs et pour construire un modèle des signaux parasites qui gênent la distinction des événements rares. La lumière glaciale continue de tomber sur le silicium, et désormais il a des spectateurs prêts pour la grande première.