Bien qu’énergétiquement possible, la désintégration radioactive de cet état excité dans Ta-180m n’a jamais été observée. Les chercheurs mènent actuellement des expériences visant à mesurer cette désintégration, dont la durée de vie devrait être environ 1 million de fois plus longue que l'âge de l'univers.

La désintégration des états excités des noyaux donne un aperçu de la manière dont les noyaux se déforment lorsqu’ils se trouvent dans ces états. Les physiciens nucléaires ont étudié de manière approfondie les variations de forme et la formation qui en résulte de ces isotopes à vie courte, appelés isomères. Cependant, ils n'ont pas étudié en profondeur l'un des cas les plus extrêmes, la désintégration du Ta-180m.

Les physiciens peuvent utiliser la théorie nucléaire pour prédire la désintégration du Ta-180m en se basant sur la connaissance des isomères à vie plus courte, mais cet isomère particulier n'a pas été mesuré. Sa stabilité exceptionnelle remet en question les théories et modèles existants sur la structure et la désintégration nucléaires. Cela signifie que mesurer la désintégration du Ta-180m est une opportunité sans précédent de contribuer à la théorie nucléaire.

Aujourd'hui, pour la première fois, des scientifiques ont conçu une expérience présentant la sensibilité requise pour atteindre les demi-vies prévues. L'expérience a produit des données initiales et établi les limites les plus longues jamais atteintes dans les études sur les isomères nucléaires. La recherche est publiée dans la revue Physical Review Letters .

Dans le cadre de ce projet, des physiciens ont restructuré l'installation MAJORANA à très faible bruit de fond située au centre de recherche souterrain de Sanford, dans le Dakota du Sud. De plus, ils ont introduit un échantillon de tantale beaucoup plus grand que celui utilisé précédemment dans des études similaires.

Pendant un an, les chercheurs ont collecté des données à l’aide de détecteurs au germanium dotés d’une résolution énergétique exceptionnelle. Ils ont également développé des méthodes d’analyse spécifiquement adaptées pour détecter plusieurs signatures de désintégration anticipées. Ces efforts combinés leur ont permis d'établir des limites sans précédent, comprises dans la fourchette 10 ¹⁸ à 10 ¹⁹ années. Ce niveau de sensibilité marque le premier cas où les valeurs de demi-vie prédites à partir de la théorie nucléaire sont devenues accessibles.

Bien que le processus de désintégration n’ait pas encore été observé, ces progrès ont considérablement repoussé les limites existantes d’un à deux ordres de grandeur. De plus, ces progrès ont permis aux chercheurs d'écarter certaines plages de paramètres associées à diverses particules potentielles de matière noire.