Blixten från en glödande kristall kan hjälpa oss att hitta lättare WIMP - och svara på tunga frågor om vårt universum.

Även känd som svagt interagerande massiva partiklar, WIMPS är en teoretisk partikel av mörk materia - de mystiska sakerna som står för 85% av vårt universums massa.

Vi vet att mörk materia finns där ute, vi har bara aldrig upptäckt det direkt.

"Mörk materia är ett av de största mysterierna i fysik, "säger Stephen Derenzo, forskare vid US Department of Energy's Berkeley Lab. "Dess existens har bekräftats av många astronomiska observationer genom sin gravitationskraft på stjärnor, galaxer och ljusstrålar. "

Men det vi vill nu är fysiska bevis på att mörk materia existerar. Det är därför vi söker efter WIMP.

Men vad händer om vi letar efter fel sak?

Namnet WIMP innebär "massiv" storlek, men vi pratar verkligen subatomära partiklar. Specifikt, något tyngre än en proton.

Vi har letat efter WIMP över protonmassan ett tag, använder ett "stort antal enorma experiment ... men inga signaler har bekräftats, säger Stephen.

Så vad händer om WIMP inte alls är den här storleken? "Inget är känt om deras massa, och de kan vara mycket lättare, "Säger Stephen.

Om vi ​​vill söka efter lättare WIMP:er, vi behöver ett sätt att upptäcka mycket mindre signaler. Vi behöver en detektor som kan reagera på energier tusentals gånger lägre än vad vi förväntat oss.

Det är där GaAs kommer in.

Gallium arsenid till undsättning

För att skapa en mer känslig WIMP -detektor, Stephen har studerat en kristall som kallas galliumarsenid (GaAs).

GaAs -kristaller lyser när partiklar slår in i dem, och de lyser starkare om du inkluderar atomer av kisel och bor i kristallerna. När det ändras på detta sätt, GaAs-kristaller avger en detekterbar glöd även som svar på att de stöts med subenatomiska partiklar med låg energi.

Ännu bättre, det finns ingen efterglöd.

Och klinken? Stora och extremt rena GaAs -kristaller är kommersiellt tillgängliga.

Räknar dina mörka materia kycklingar

"Det är svårt att föreställa sig ett bättre material för att söka [efter partiklar av mörk materia] i just detta massintervall, säger Stephen.

Självklart, ett nytt detektormaterial kräver en ny detektor. Stephen skulle vilja se flera nya WIMP -detektorer utvecklade, inklusive en som använder GaA för att söka efter tecken på ljusare mörk materia.

Han hoppas att en sådan detektor kan avslöja det första fysiska beviset på mörk materia, men han räknar inte sina kycklingar än.

"Det är en förmån att få arbeta med ett så viktigt problem inom fysiken, men firandet får vänta tills tydliga signaler syns, "Säger Stephen.

"Det är möjligt att partiklar av mörk materia är ännu ljusare än vad vi kan se med GaA, och deras upptäckt får vänta på ännu mer känsliga experiment. "

Denna artikel publicerades först på Particle, en vetenskapsnyhetswebbplats baserad på Scitech, Perth, Australien. Läs originalartikeln.