Радиоприёмник, который ищет тёмную материю, похож на колокол: он отзывается только на одну ноту. Беда в том, что никто не знает, какая у тёмной материи нота, поэтому колокол нужно уметь перестраивать. Обычно внутрь вводят металлический стержень, но он создаёт лишний шум. Инженеры из Национальной ускорительной лаборатории SLAC нашли способ проще: они разрезали полость пополам и раздвигают половинки, как меха аккордеона.
В эксперименте полость размером с банку из-под газировки работала на частоте 9 гигагерц — это в миллиард раз быстрее, чем колеблется струна гитары. Когда половинки раздвинули на 9 миллиметров, частота упала до 7,5 гигагерца, а способность накапливать радиоволны (добротность) осталась на уровне десяти миллионов. Это значит, что даже при широком раскрытии полость ловит сигнал так же чутко, как закрытая.
Зачем такие сложности? Тёмная материя, возможно, состоит из сверхлёгких частиц — аксионов. Пролетая через полость, аксион может превратиться в радиоволну строго определённой частоты. Если частота полости совпадёт с массой аксиона, раздастся слабый звон. Новая техника настройки позволяет охватить широкий диапазон частот, не жертвуя чувствительностью. В будущем такие полости из другого сверхпроводника смогут работать в сильных магнитных полях, что ещё повысит шанс услышать неуловимую частицу.
Сверхпроводящая полость из ниобий-олова при температуре жидкого гелия (около -269°C) проводит ток без сопротивления. Если запустить в ней ток, он будет циркулировать годами, не затухая.
В романе Лю Цысиня «Задача трёх тел» инопланетяне используют развёртываемые в космосе гигантские антенны, чтобы улавливать сигналы от тёмной материи. Здесь тот же принцип: раздвигаешь конструкцию — меняешь настройку.