尽管125年前欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)首次发现阿尔法衰变过程中释放的粒子是由两个中子和两个质子组成的氦核，但研究人员仍在对衰变过程本身发生的事情做出新的揭示。
由美国耶鲁大学物理学家大卫·摩尔(David Moore)领导的研究人员利用光阱进行了实验。在光阱中，激光产生的光场可以控制微粒的位置，同时对作用在微粒上的力也非常敏感。他们能够使用这些光学陷阱来观察嵌入其中的放射性原子发射单个α粒子后二氧化硅微粒的机械反冲。研究人员证实，大多数脉冲测量为数十MeV/c(其中100MeV/c为5 × 10-20Ns)。
摩尔说:“我们的微米大小的物体有1012或1万亿个原子，我们能够看到这些个体对这些更重的物体的冲击。”通过监测机械后坐力，以及微粒上电荷的变化，研究人员发现，α粒子在飞行时平均从微粒表面剪掉大约10个电子。“是的，我们很惊讶，”摩尔说。“只是没有其他探测器能真正看到这种东西。”
他认为，这些高精度测量可能有助于核法医鉴定放射性物质，以及鉴定核医学生产的放射性粒子。它们还可能有助于确定量子计算机中由于背景辐射而对量子比特精细调谐状态的潜在干扰。
摩尔和他的同事们通过在硅微粒中植入铅-212同位素来建立他们的实验。铅同位素的半衰期为10小时，当它衰变时，会产生子放射性核素，最终释放出α粒子。然后，他们用与著名的密立根油滴实验类似的装置观察微粒上的电荷，本质上是测量电场作用在单个基本电荷上的力。一旦注意到电荷的变化，他们就可以检查施加在微粒上的力。
摩尔告诉《化学世界》:“这种观察物体后坐力的技术非常普遍，这就是牛顿定律。”“这可以让我们了解我们无法检测到的粒子。”
这些测量之所以成为可能，要归功于微粒子光学捕获技术的进步，该技术允许反馈机制将被捕获的粒子与周围环境中的热噪声隔离开来。
因斯布鲁克大学的特雷西·诺瑟普专门研究光学捕获，但没有参与目前的项目。他解释说:“理论家们提出，在高真空条件下悬浮的纳米和微粒可以作为超灵敏的探测器。”“这是一个将这个想法付诸实践的优雅实验——在这种情况下，检测单个放射性衰变。”
接下来，研究小组希望对方法进行微调，以确定发射的α粒子的能量，这将使他们能够确定衰变链上的哪个放射性同位素释放了它，目前只能通过对衰变的统计分析来实现。进一步，他们希望他们能使这种方法足够灵敏，以探测到更多难以捉摸的粒子。
摩尔说:“基础物理学中有很多东西根本不想与我们相互作用——中微子、暗物质，诸如此类。”他希望这项工作能成为观测到来自核衰变的单个中微子的“垫脚石”。
