Водородная ловушка для тёмной материи экспресс
Тёмная материя невидима, но её можно поймать на отскоке. Водород, встроенный в углеродную плёнку, работает как бильярдный шар: когда в него попадает частица тёмной материи, протон вылетает наружу. Этот вылет и есть искомый сигнал.
Авторы идеи предлагают покрыть детектор гидрированным углеродом — материалом, который уже умеют делать тонкими слоями. Частица тёмной материи массой от 1 до 100 МэВ (это как масса нескольких электронов) ударяет по ядру водорода и выбивает протон почти без потери энергии. Такой процесс называют квазиупругим: как если бы бильярдный шар после удара почти не замедлился, а второй шар улетел вперёд.
Детектор на основе такой плёнки прост и дёшев. Он не требует криогенных температур или сложной электроники. Более того, вылет протона сохраняет направление удара — это позволяет отличить сигнал от тёмной материи от случайного шума, как эхо в горах помогает найти источник звука.
Водород — самый распространённый элемент во Вселенной, и он отлично подходит для ловли тёмной материи, потому что его ядро — одиночный протон — легко выбить даже слабым ударом.