Бросьте горсть камешков вдоль тесного ряда столбиков: они рикошетом разлетятся плотным веером. Бросьте под углом — и они рассеются. Гамма-лучи в кристалле ведут себя сходным образом: они порождают каскады вторичных частиц, которые расползаются в стороны, если атомные ряды кристалла не выстроены идеально. Но стоит совместить их с точностью до толщины волоса — и каскад стягивается в узкий направленный пучок. Тогда маленький кристалл превосходит по эффективности большой.
Этот приём, основанный на выравнивании кристаллической решётки, известен с 1970-х годов, но долгое время его считали слишком капризным для использования в телескопах. Сегодня он обещает появление более лёгких и «зорких» обсерваторий. Кристаллический детектор способен измерять поляризацию гамма-излучения — направление колебаний электромагнитной волны — и тем самым картировать магнитные поля вокруг чёрных дыр и нейтронных звёзд. Кроме того, он усиливает слабые сигналы от столкновений частиц тёмной материи.
Неожиданный поворот: расхождение всего на несколько атомных поперечников полностью уничтожает эффект. Именно эта сверхчувствительность к ориентации и заставила изящную идею пролежать без дела полвека — до сегодняшнего дня.
A gamma ray of sufficient energy can spontaneously become an electron and its antimatter twin, a positron, as Paul Dirac predicted — a vivid proof of E=mc².
The spontaneous creation of matter and antimatter from pure energy, central to this detector, is a staple of science fiction, from Star Trek’s warp drives to the weaponry of Angels and Demons.