Fisikawan di Institut Max Planck telah mengembangkan detektor baru menggunakan gula meja biasa untuk mencari partikel materi gelap ringan yang dikenal sebagai WIMPs. Eksperimen itu mendinginkan kristal sukrosa hingga hampir nol absolut tetapi tidak mendeteksi tanda-tanda partikel yang sulit ditangkap setelah 19 jam. Pendekatan ini menargetkan interaksi dengan atom hidrogen dalam gula, menawarkan sudut pandang baru dalam pencarian panjang untuk mengungkap materi gelap.
Keberadaan materi gelap disimpulkan dari efek gravitasinya pada galaksi, namun dekade pencarian partikel masif berinteraksi lemah (WIMPs)—yang lama dianggap kandidat utama—belum menghasilkan apa pun. Detektor tradisional mencari kilatan cahaya dari interaksi WIMPs dengan materi biasa, dengan asumsi partikel sekitar 2 hingga 10.000 kali massa proton. Namun, WIMPs yang lebih ringan, yang kurang cocok dengan pengamatan galaktik, mungkin berinteraksi lebih terlihat dengan atom ringan seperti hidrogen.
Untuk menyelidiki kemungkinan yang lebih ringan ini, Federica Petricca dan timnya di Institut Max Planck untuk Fisika di Munich, Jerman, menciptakan detektor dari kristal sukrosa. Setiap molekul sukrosa mengandung 22 atom hidrogen, memberikan target yang lebih padat daripada hidrogen murni, yang sulit digunakan karena kepadatan rendahnya. Peneliti menumbuhkan kristal dari larutan gula pekat selama seminggu, kemudian mendinginkannya hingga tujuh ribu kali lebih tinggi dari nol absolut—sekitar 0.007 Kelvin.
Mereka memantau sinyal materi gelap menggunakan termometer ultrasensitif untuk mendeteksi peningkatan panas kecil dan sensor foton untuk kilatan cahaya. Pengaturan itu berjalan selama 19 jam, mendaftarkan emisi cahaya yang konsisten dengan partikel yang lebih besar tetapi tidak ada sinyal yang lebih lemah yang bisa menunjukkan WIMPs ringan.
"Kristal gula telah disiapkan untuk mencari interaksi materi gelap potensial dengan sensitivitas yang luar biasa," kata Carlos Blanco di Pennsylvania State University. Ia mencatat bahwa mereka bisa mengungkapkan recoil sangat kecil dari WIMPs ringan, meskipun tidak jelas apakah eksperimen sepenuhnya mengecualikan sumber latar belakang, seperti karbon-14 radioaktif yang umum dalam gula.
Hasil pahit manis ini menyoroti inovasi berkelanjutan dalam perburuan materi gelap, yang dirinci dalam pracetak di arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2510.00068). Meskipun tidak ada deteksi, metode ini memperluas perangkat untuk pencarian masa depan.