Самые точные современные часы — атомные — отсчитывают время по переходам электронов между энергетическими уровнями. Однако их ход можно нарушить: подобно тому, как тряска сбивает ритм механического маятника, внешние поля влияют на электронные оболочки. Физики нашли более стабильный осциллятор — атомное ядро. В эксперименте использовали изотоп торий-229, ядро которого поместили в кристаллическую решётку и возбуждали лазером с точно подобранной частотой. Этот метод — спектроскопия, то есть измерение резонансного отклика системы на электромагнитное излучение, — позволил «раскачать» ядерный переход. Ядро откликнулось колебаниями с частотой около 2000 триллионов раз в секунду — в миллион раз быстрее кварцевого резонатора в смартфоне.

Точность поражает: за сутки ошибка составляет одну миллиардную миллиардной доли секунды. Такие часы ошиблись бы на секунду лишь за 30 миллиардов лет. Но главное — этот осциллятор чрезвычайно чувствителен к любому «дуновению» извне, например, к пролетающим частицам тёмной материи. Учёные искали её следы — периодические толчки или плавный дрейф частоты, которые могло бы вызвать взаимодействие гипотетических частиц с ядром. Ничего не обнаружили, но и это результат: теперь мы знаем, насколько слабо тёмная материя может взаимодействовать с обычными атомными ядрами.

В будущем точность таких твердотельных часов вырастет многократно. Они позволят проверить, постоянны ли фундаментальные константы стандартной модели, и, возможно, заметят, что время на разной высоте течёт по-разному — согласно теории Эйнштейна. Пока же их главная задача — уловить «тень» тёмной материи.