Детектор, заполненный сверхтекучим гелием-4, похож на идеально тихое озеро. Жидкость не плещется, не пузырится — она замерла в едином квантовом состоянии. Сквозь неё пролетает невидимый гость — частица тёмной материи. Сама она не светится и не оставляет следа. Но иногда задевает ядро атома гелия.
Ядро получает слабый толчок и сдвигается. Электрон, который крутился вокруг него, не успевает за рывком — и слетает с орбиты. Это и есть эффект Мигдала: ядро дёрнулось, а электрон остался позади, как пассажир, которого качнувшийся автобус сбросил с сиденья. В обычном веществе такое событие потерялось бы в шуме. Но сверхтекучий гелий-4 устроен иначе.
Когда электрон срывается с места, в гелии рождается короткая ультрафиолетовая вспышка. Её можно поймать чувствительным фотоприёмником. Авторы рассчитали, как часто такие вспышки будут возникать при пролёте частиц тёмной материи массой от нескольких МэВ (миллионов электронвольт). Для сравнения: масса протона — около 938 МэВ. Так что речь идёт о частицах в десятки раз легче протона — настоящих пылинках тёмного сектора.
Раньше прямые поиски пробуксовывали: лёгкая тёмная материя передаёт ядру слишком мало энергии, и обычные детекторы её не замечали. Эффект Мигдала меняет правила игры. Он превращает слабый ядерный толчок в заметный электронный сигнал — и открывает окно в диапазон масс, который прежде считался недосягаемым. Тихий удар по жидкому гелию становится громкой вспышкой в ультрафиолете.
Сверхтекучий гелий-4 охлаждают ниже 2,17 кельвина — это холоднее, чем реликтовое излучение космоса (около 2,7 К).
В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса герои пытаются уловить сигналы чуждого разума — примерно с тем же трепетом, с каким физики вглядываются в ультрафиолетовые вспышки от невидимых частиц.