Тёмная материя невидима, но именно она, по расчётам, скрепляет галактики. Поймать её частицы — всё равно что услышать шёпот в шумной комнате. Нужен материал, который от малейшего толчка отзовётся громко и заметно.
Таким материалом могут стать молекулярные магниты — вещества, в которых каждая молекула работает как самостоятельный магнитик. В отличие от обычного магнита, их магнитные свойства зависят от отдельных молекул, и их можно настраивать химически. Учёные рассмотрели два типа таких молекул — на основе диспрозия и марганца. Когда тёмная частица (например, тёмный фотон или аксион) попадает в такую молекулу, она сообщает ей энергию. Молекула переворачивается, и этот переворот запускает цепную реакцию: соседние молекулы тоже переворачиваются, как костяшки домино. Этот «магнитный обвал» выделяет заметное количество энергии, которое можно измерить.
Новый подход обещает быть чувствительнее существующих детекторов более чем в десять раз для некоторых моделей тёмной материи. Это как заменить ухо на чуткий микрофон: шёпот, который раньше терялся, становится слышен.
Так химия помогает физике: собирая молекулы с нужными свойствами, можно строить детекторы для самых неуловимых частиц во Вселенной.
Диспрозий — редкоземельный металл, который используют в самых мощных магнитах, например в ветряных турбинах. А марганец входит в состав ферментов, защищающих клетки от окисления.
Идея ловить тёмную материю на чувствительные материалы напоминает детекторы из романа «Тёмный лес» Лю Цысиня, где для обнаружения невидимых угроз использовали необычные физические эффекты.