Le noyau atomique suit généralement ses propres lois : sa désintégration ne dépend ni de la température, ni de la pression, ni des voisins dans la molécule. Mais l'isotope uranium-235m fait exception. Ce noyau est dans un état excité, comme un ressort tendu, et il finit par libérer son excès d'énergie. Habituellement, ces processus ont une vitesse constante, mais ici, l'environnement chimique s'immisce dans l'horloge nucléaire.
Dans la nouvelle expérience, on a comparé quatre composés d'uranyle : avec le fluor, le chlore, le brome et l'iode. La demi-vie de l'uranium-235m s'est révélée différente : 25,32 minutes avec le fluor, 26,05 avec le chlore, 25,84 avec le brome et 25,44 avec l'iode. Plus l'halogène attire les électrons (c'est-à-dire plus son électronégativité est élevée), plus le noyau excité vit longtemps. Le fluor sort du rang : sa période est la plus courte, car les orbitales liantes contiennent le moins d'électrons 6p, qui participent au processus de conversion interne.
C'est la première observation directe de la formation d'orbitales moléculaires modifiant la désintégration nucléaire. On pensait auparavant que l'influence se limitait à la simple densité électronique près du noyau, mais on voit maintenant que c'est la structure de la liaison chimique qui compte. Ce résultat ouvre la voie à un réglage fin des matériaux radioactifs via leur environnement chimique — par exemple pour la médecine ou le retraitement des déchets.
La demi-vie de l'uranium-235m dans différents composés ne diffère que de 44 secondes, mais cette différence est mesurée de manière fiable et témoigne d'une réelle influence de la liaison chimique sur le noyau.