Кастрюля на плите звенит, когда вода в ней закипает. Пустая медная чашка тоже может «звенеть» — на частоте радиоволн, если внутри неё рождается частица тёмной материи. Такие частицы называют аксионами, и они, по одной из гипотез, заполняют всю галактику невидимым облаком. Внутри металлической полости аксион иногда превращается в фотон — частицу света. Если полость настроена на нужную частоту, фотон резонирует, как голос в ванной, и его можно услышать чувствительным приёмником.

Беда в том, что чем тяжелее аксион, тем выше частота и тем меньше должна быть полость. Для частоты около 23 гигагерц (это в тысячу раз выше, чем у микроволновки) нужна полость размером с монету. Одна такая монета ловит слишком мало частиц, а шум прибора на высоких частотах растёт. Физики из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) решили собрать из таких монет целую батарею — несколько десятков одинаковых полостей, работающих как одна большая антенна. Каждая полость — как музыкант в оркестре: по отдельности звук слабый, но вместе они играют громко и слаженно.

Чтобы оркестр не фальшивил, каждую полость нужно настроить на одну ноту. Внутрь вставляют подвижный стержень — как поршень в органной трубе. Двигая его, меняют частоту резонанса. В новой работе стержень совмещён с антенной, которая снимает сигнал. Получилась первая в мире батарея из настроенных полостей, которая работает в диапазоне 22,88–22,93 гигагерца. Это соответствует массе аксиона около 95 микроэлектронвольт — в сто миллиардов раз легче электрона.

Пока батарея не нашла тёмную материю, но доказала, что технология работает. Следующий шаг — собрать сотни и тысячи полостей, чтобы услышать даже самый тихий шёпот аксионов. Если они существуют, такой оркестр однажды сыграет долгожданную ноту.