Le noyau atomique de l'hélium-5 est comme une corde trop tendue : il suffit d'une petite impulsion pour qu'il se brise en hélium-4 et un neutron. Attraper une telle désintégration et mesurer sa vitesse n'est pas une mince affaire. Les méthodes de calcul habituelles butent sur des interférences mathématiques.
Les chercheurs ont pris une méthode fiable pour décrire les forces nucléaires et y ont ajouté une astuce subtile : le prolongement analytique. C'est comme si, en observant le comportement d'une balançoire dans les premières secondes, on devinait combien de temps elle continuera à se balancer. Pour éviter que le calcul ne déraille, ils ont utilisé un filtre mathématique spécial qui élimine les erreurs.
Au final, pour l'hélium-5, ils ont obtenu une énergie de désintégration de 0,80 MeV et une largeur de 1,05 MeV. La largeur est une mesure de la rapidité avec laquelle le noyau se désintègre : plus elle est grande, plus la vie est courte. Les expériences donnent 0,798 MeV et 0,648 MeV — très proche.
Désormais, cette méthode peut être appliquée à d'autres noyaux invisibles qui n'existent qu'un instant aux confins de la stabilité. Cela aidera à comprendre comment la matière est organisée dans les recoins les plus extrêmes de l'Univers.
Le noyau de l'hélium-5 est si instable qu'on ne peut pas le trouver dans la nature — il faut le créer dans un accélérateur pour une fraction de seconde.
Dans le roman « Tau zéro » de Poul Anderson, le vaisseau accélère au point que la matière environnante devient instable — la physique des noyaux exotiques y est presque comme dans la réalité.