Море, пронизывающее всё пространство, остаётся невидимым для нас. Это море — тёмная материя, а волны на его поверхности — частицы под названием аксионы. Они настолько лёгкие и неуловимые, что проходят сквозь Землю, не замечая её. Но если эти волны ударяются о берег из особого материала, они могут оставить след — крошечный электрический ток.
Именно такой берег и предлагают построить учёные. Они берут кристалл вейлевского полуметалла — вещества, в котором электроны движутся так, будто у них нет массы, — и помещают его в сильное магнитное поле. Когда сквозь кристалл проходит аксионное поле, оно слегка подталкивает электроны, заставляя их течь в одном направлении. Возникает ток, похожий на тот, что бежит по проводу, если приложить напряжение. Но здесь никакого напряжения нет — только невидимая рука тёмной материи.
Чтобы поймать такой сигнал, потребуется прибор, чувствительный как микрофон, способный услышать шёпот в эпицентре урагана. В роли такого микрофона выступает СКВИД — сверхпроводящий квантовый интерферометр. Он улавливает магнитные поля, которые создаёт даже самый ничтожный ток. Расчёты показывают, что для кристалла размером с почтовую марку в магнитном поле 10 Тесла (примерно в 200 000 раз сильнее магнитика на холодильнике) сигнал будет различим на фоне шумов.
Новый метод открывает окно в те области, где аксионы могли прятаться от астрономических наблюдений. Раньше их искали по тому, как они охлаждают звёзды, но у того подхода есть предел. Теперь же, сидя в лаборатории, можно прощупать море тёмной материи напрямую — и, возможно, наконец понять, из чего оно состоит.
Фемтоампер — это одна миллиардная доля микроампера. Если представить, что один ампер — это поток воды, выливающейся из ведра за секунду, то фемтоампер — это одна капля за 30 000 лет.
В романе «Тёмный лес» Лю Цысиня невидимые частицы тёмной материи используются как оружие, а здесь — как ключ к разгадке устройства Вселенной.