Bár a bizmut-209-et általában a természetben létező legnehezebb stabil izotópnak tartják, az elmélet szerint metastabilnak kellene lennie, és alfa-részecskék kibocsátásával tallium-205-re kellene bomlania. Ezt a bomlást nem könnyű mérni, mert a keletkező alfa-részecskéknek nagyon kis energiájuk van, ami azt jelenti, hogy az izotóp nagyon kis sebességgel bomlik.

Az Orsay-csoport által használt berendezés két “hő és fény” detektorból áll, amelyeket egy visszaverő üregbe zártak és 20 mk-re hűtöttek. Az első detektor – amely bizmut-209-et, germániumot és oxigént tartalmaz – enyhe hőmérséklet-emelkedésen megy keresztül, amikor elnyeli az alfa-részecskét. Ez a hőmérsékletváltozás feszültségimpulzus formájában mérhető, amelynek amplitúdója egyenesen arányos a felszabaduló energiával. A második detektor, amely egy vékony germániumlemezből készült, az alfa-részecske eseményekből származó fényvillanásokat regisztrálja.

A kutatócsoport két mérést végzett, az egyikben 31 gramm bizmutot tettek a detektorba, a másikban 62 grammot. A tudósok 5 nap alatt 128 alfa-részecske eseményt regisztráltak, és találtak egy váratlan vonalat a spektrumban 3,14 MeV-nál – amit most a bizmut-209 bomlásának tulajdonítanak. A felezési idő számítások szerint (1,9 +/- 0,2 ) x 1019 év, ami jó összhangban van a 4,6 x 1019 éves elméleti előrejelzéssel.

A technikát a béta- és gamma-bomlások pontos kimutatására is lehetne használni. “A kísérlet a sötét anyag keresésének mellékterméke” – mondta a PhysicWebnek Pierre de Marcillac, a csapat tagja. “Másfajta bomlásokat, például a protonokban gazdag atommagokból származó protonokat is lehetne vizsgálni ugyanezzel a módszerrel, de ezt még bizonyítani kell!”