В подземных лабораториях, где ищут тёмную материю или двойной безнейтринный распад, детекторы окружены тишиной. Но даже в этой тишине на их стенки незаметно садится радиоактивная пыль. Один из источников — радон, невидимый газ, который просачивается из горных пород. Его короткоживущие потомки прилипают к поверхностям и портят измерения.
Чтобы увидеть эту невидимую плёнку, физики собрали установку с девятью кремниевыми датчиками, работающими в вакууме. Пластинки из оргстекла выдерживали в камере с высоким содержанием радона, а затем смотрели, сколько альфа-частиц вылетает с их поверхности. Чувствительность прибора такова, что он замечает один распад на квадратный сантиметр за сутки — как если бы на футбольном поле нашли одну песчинку.
Оказалось, что осаждение зависит от трёх вещей. Чем дольше пластик находится в атмосфере радона, тем больше на нём оседает, но зависимость не прямая: сначала рост, потом замедление. Электрический заряд поверхности усиливает осаждение — отрицательно заряженный пластик собирает больше радиоактивных атомов. А влажность может как помогать, так и мешать: в сухом воздухе лёгкие ионы быстрее прилипают, а при высокой влажности они слипаются в капли и оседают иначе.
Эти результаты — не просто любопытство. Зная, как ведёт себя радон на разных материалах, инженеры смогут выбирать покрытия, которые меньше накапливают радиоактивную грязь. Тогда в следующих поколениях детекторов фоновый шум станет тише, и слабые сигналы новых частиц будет легче расслышать.
Один распад полония-210 на квадратный сантиметр за сутки — это примерно как одна песчинка, упавшая на футбольное поле.