В 1930-х годах Фриц Цвики, наблюдая за скоплением Волос Вероники, обратил внимание на аномально высокие скорости галактик: их движение указывало на присутствие огромной скрытой массы, гравитационно связывающей систему. Позднее, в 1970-х, Вера Рубин и её коллеги, изучая кривые вращения спиральных галактик, показали, что звёзды на периферии обращаются почти с той же скоростью, что и вблизи центра, — это противоречило ньютоновской динамике, если учитывать лишь видимое вещество. Так укрепилась гипотеза о тёмной материи — невидимой субстанции, проявляющей себя только через гравитацию. Однако прямое детектирование её частиц остаётся вызовом: они, подобно нейтрино — частицам-призракам, почти не взаимодействующим с веществом, — проходят сквозь обычную материю, не оставляя следа.
Теперь физики предложили оригинальную ловушку на основе пористых кристаллов, по структуре напоминающих губку. Идея в том, что при столкновении частицы тёмной материи с таким кристаллом в нём может родиться закрученная звуковая волна — фонон с орбитальным угловым моментом, который фактически представляет собой микроскопический магнитный вихрь. Этот «шёпот» — слабейшее возмущение — можно зарегистрировать с помощью сверхчувствительного датчика, интегрированного прямо на кристалл.
Примечательная особенность метода: расчёты показывают, что чувствительность «губки» практически не зависит от её химического состава. Экспериментаторы могут варьировать базовые компоненты, вводить редкоземельные добавки — отклик детектора остаётся стабильным. Это даёт инженерную гибкость при создании устройств, адаптированных под конкретные условия. Кроме того, вихревые фононы, возбуждаемые в кристалле, напоминают процессы, которые, как считается, происходили сразу после Большого взрыва и привели к нарушению симметрии в ранней Вселенной. Поскольку Стандартная модель физики элементарных частиц не даёт кандидатов на роль тёмной материи, успешная регистрация сигнала в таком детекторе стала бы прямым указанием на новую физику за пределами современных теорий.
Пористые кристаллы-губки уже работают на практике: их используют для улавливания углекислого газа из воздуха и хранения водорода в автомобилях будущего.