В подземной лаборатории в Южной Дакоте стоит бак с жидким ксеноном. Он ловит редкие события: частицы проходят сквозь Землю, ударяют по ядрам ксенона, и те отскакивают, как бильярдные шары после удара. Один такой отскок зафиксировали при энергии 248 кэВ, и он оказался одиноким, как громкий удар колокола в тихой ночи.
Сначала подумали на нейтрино. Эти частицы почти невидимы, но иногда, пролетая сквозь ксенон, они задевают ядро целиком, и оно получает толчок. Чтобы родился один такой толчок в нужном месте, пришлось бы настроить источник нейтрино так, чтобы он бил точно в цель. Но у нейтрино, как у рассеянного музыканта, не бывает одного чистого удара: если он бьёт в большой колокол, то обязательно задевает и маленькие колокольчики вокруг.
Перебрали все известные источники нейтрино: от Солнца, от космических лучей, от реликтового фона. Пробовали добавить нейтрино от аннигиляции тёмной материи или от испарения первичных чёрных дыр. Чтобы получить один удар колокола, пришлось бы предположить, что чёрных дыр больше, чем всей тёмной материи во Вселенной. Это как если бы в оркестре было больше дирижёров, чем музыкантов.
Остаётся признать: упругое рассеяние нейтрино не объясняет тот одинокий удар. Возможно, это была неупругая встреча, когда частица не просто отскакивает, а заставляет ядро измениться изнутри. Или это первый звонок от частицы тёмной материи, которая умеет бить точно в цель, не задевая остальное.
Колокол прозвучал один раз. Теперь нужно слушать дальше: если удары повторятся, мы узнаем, кто звонит.
Для получения одного события от первичных чёрных дыр потребовалась бы их доля в тёмной материи $f_{PBH}$≥95, что означает: чёрных дыр должно быть больше, чем всей тёмной материи во Вселенной. Это физически невозможно.