Le noyau atomique ressemble à un bus bondé. Pour faire de la place, un groupe de deux protons et deux neutrons – le noyau d'hélium, la particule alpha – sort par la porte avant : c'est la désintégration alpha, décrite par George Gamow comme un tunnel sous la barrière d'énergie. Dans d'autres cas, un neutron se transforme en proton et éjecte un électron par la porte arrière – la désintégration bêta, décrite par Enrico Fermi. Habituellement, les portes fonctionnent séparément. Mais les chercheurs ont prouvé qu'une sortie simultanée est possible : les deux portes s'ouvrent en même temps, et le noyau émet les deux particules. Cette combinaison est la seule issue pour les noyaux auxquels les désintégrations individuelles sont interdites. La théorie a désigné plusieurs isotopes candidats, et six d'entre eux ont été retrouvés dans les expériences. L'étude de leurs spectres de spectroscopie a montré que ces noyaux étaient enregistrés depuis des décennies dans les expériences, mais qu'on les prenait à tort pour une chaîne d'événements ordinaires. La nature démontre depuis longtemps la double désintégration, et nous ne nous en rendons compte que maintenant. Le processus s'est révélé être une sonde ultra-sensible pour le modèle standard de la physique des particules. Les interactions faible et forte travaillent de concert, manifestant des effets subtils, invisibles séparément.
Une source alpha dans un flacon scellé crée elle-même de l'hélium – il suffit d'attendre que les noyaux éjectés capturent des électrons libres, et voilà du gaz pour les ballons.