Och även om man allmänt tror att bismut-209 är den tyngsta stabila isotopen som existerar i naturen, tyder teorin på att den borde vara metastabil och sönderfalla via alfapartikelutsläpp till tallium-205. Detta sönderfall är inte lätt att mäta eftersom de alfapartiklar som genereras har mycket liten energi, vilket innebär att isotopen sönderfaller med mycket låg hastighet.

Den utrustning som används av Orsay-teamet består av två ”värme- och ljusdetektorer” som är inneslutna i en reflekterande kavitet och kylda till 20mk. Den första detektorn – som innehåller bismut-209, germanium och syre – genomgår en liten temperaturhöjning när den absorberar en alfapartikel. Denna temperaturförändring mäts i form av en spänningspuls vars amplitud är direkt proportionell mot den frigjorda energin. Den andra detektorn, som består av en tunn germaniumskiva, registrerar ljusblixtarna från alfapartiklarna.

Teamet utförde två mätningar, den ena med 31 gram bismut i detektorn och den andra med 62 gram. Forskarna registrerade 128 alfapartikelhändelser under fem dagar och fann en oväntad linje i spektrumet vid 3,14 MeV – som nu tillskrivs sönderfallet av bismut-209. Halveringstiden beräknades till (1,9 +/- 0,2 ) x 1019 år, vilket stämmer väl överens med den teoretiska förutsägelsen på 4,6 x 1019 år.

Tekniken skulle också kunna användas för att noggrant upptäcka beta- och gammafall. ”Experimentet är en biprodukt av vårt sökande efter mörk materia”, säger gruppmedlemmen Pierre de Marcillac till PhysicWeb. ”Andra typer av sönderfall, t.ex. protoner från protonrika kärnor, skulle kunna studeras med samma metod, men detta måste bevisas!”