フランスの物理学者たちが、アルファ粒子を放出することによって崩壊する自然発生元素の、これまでで最長の放射性半減期（200億年以上）を測定したそうです。 オルセーにある宇宙物理学研究所の Nőel Coron たちは、極低温で「シンチレーション・ボロメーター」を使い、ビスマス-209 がタリウム-205 に崩壊する際のアルファ粒子（2個の陽子と2個の中性子からなる荷電粒子）の放射を検出しました（P de Marcillac et al. 2003 Nature 422 876）。
ビスマス-209は自然界に存在する最も重い安定同位体と一般に考えられているが、理論的には準安定で、アルファ粒子の放出によってタリウム-205に崩壊するはずである。 この崩壊は、発生するアルファ粒子のエネルギーが非常に小さいため、測定が容易ではなく、同位体の崩壊速度が非常に小さいことを意味している。
オルセーのチームが使用した装置は、反射空洞に囲まれ20mkに冷却された2つの「熱と光」検出器で構成されています。 最初の検出器（ビスマス-209、ゲルマニウム、酸素を含む）は、アルファ粒子を吸収するとわずかに温度が上昇します。 この温度変化は、放出されたエネルギーに正比例する電圧パルスの形で測定される。 2番目の検出器は、ゲルマニウムの薄い円盤でできており、アルファ粒子事象からの光の点滅を記録する。
研究チームは、検出器に31グラムのビスマスを入れた場合と、62グラムのビスマスを入れた場合の2回の測定を行った。 その結果、5日間で128個のアルファ粒子事象を記録し、3.14MeVに予期しないスペクトルの線を発見した。 半減期は (1.9 +/- 0.2 ) x 1019年と計算され、理論予測 4.6 x 1019年と良い一致を示しました。
この技術は、ベータ崩壊やガンマ崩壊を正確に検出するためにも使用される可能性がある。 「この実験は、暗黒物質の探索の副産物です」と、チームメンバーのPierre de Marcillac氏はPhysicWebに語っています。 「陽子過剰核からの陽子など、他の種類の崩壊も同じ方法で研究できますが、これは証明されなければなりません！」