1908. december 17-én Willard Frank Libby egy farmon született a coloradói Grand Valleyben. Libby, egy fizikai kémikus, 1960-ban elnyerte a kémiai Nobel-díjatKülső a radiokarbon kormeghatározás néven ismert technika kifejlesztéséért. Ez a technika a szén egy instabil izotópjának, a radioaktív szén-14-nek (C14) a bomlását használja a szerves anyagok – minden olyan anyag, amely egykor élő anyagból állt – korának meghatározására. A szénnel datálható, általában néhány száz és 60 000 év közötti korú tárgyak olyan változatosak lehetnek, mint egy ősi szandál talpa, jégkorszaki jégmagok, a Holt-tengeri tekercsek vagy egy egyiptomi fáraó sírjából származó múmiák. A radiokarbonos kormeghatározás olyan mélyreható hatással volt az embertudományok számos ágára – többek között a régészetre, a geológiára, a történelemre, a geofizikára és a konzerválásra -, hogy felfedezését “radiokarbonos forradalomnak” nevezték el.”
Az 1940-es években a kutatók már tudták, hogy amikor a kozmikus sugárzás belép a Föld felső légkörébe, az ott lévő gázokkal ütközve neutronzáporokat hoz létre. Azt is tudták, hogy e szabadon lebegő neutronok közül néhányat viszont elnyelnek a nitrogénatomok, amelyek a folyamat során C14-é alakulnak át (a gyakoribb izotóp a szén-12). A C14 instabil, és idővel visszabomlik nitrogénné – a béta-részecskék kibocsátása e második átalakulás során az a folyamat, amely radioaktívvá teszi.
Libby eredménye az volt, hogy felismerte, hogy a C14 a légkörből a bioszférába további lépések sorozatán keresztül jut el:
- az újonnan keletkező C14 oxidálódik, és szén-dioxidot (CO2) képez, amely a légkör gyakori összetevője;
- a növények fotoszintézis révén szén-dioxid-molekulákat vesznek fel, a szénatomokat cukorrá alakítják, miközben az oxigént visszaengedik a levegőbe;
- a növényeket közvetlenül vagy közvetve minden élő szervezet megemészti.
Ezért, állapította meg Libby, minden élő szervezet tartalmaz egy kis mennyiségű C14-et. De azt is felismerte, hogy a szénfelvétel megszűnik, amikor egy szervezet meghal. Mivel a C14 idővel bomlik, a már nem élő szerves elemek egyre kisebb arányban tartalmaznak C14-et, minél öregebbek lesznek. Libby össze tudta hasonlítani a tárgyban maradt C14 mennyiségét az eredetileg a légkörben talált mennyiséggel, hogy meghatározhassa a tárgy korát.
Az 1950-es években Libby és mások egyre érzékenyebb Geiger-számlálókat építettek a szerves tárgyak radioaktivitásának mérésére. A korszámítások a C14 felezési idején alapultak: 5730 év elteltével a C14 eredeti mennyiségének körülbelül 50 százaléka még mindig jelen van egy tárgyban. A Libby által vizsgált és sikeresen datált tárgyak között volt őskori lajhár ürülék, a Stonehenge-ből származó faszén és a holt-tengeri tekercsek pergamencsomagolásai. Libby tovább tudta igazolni elméletét azáltal, hogy olyan tárgyakon végzett radiokarbon-vizsgálatokat, amelyek dátuma más forrásokból már ismert volt.
Willard Libby 1933-ban szerzett kémiai doktorátust a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen, és ott is tanított, amíg az Egyesült Államok második világháborúba való belépésekor csatlakozott a Manhattan-projekthez. A háború után Libby a Chicagói Egyetem kémiaprofesszora lett, ahol úttörő kutatásokat végzett; 1952-ben jelent meg a radiokarbonos kormeghatározás című könyve. Libbyt 1954-ben Dwight Eisenhower elnök az Atomenergia Bizottság tagjává nevezte ki. Nem sokkal a Nobel-díj elnyerése előtt visszatért az UCLA-re tanítani és kutatni; 1980-ban halt meg.
A további kutatásokkal a tudósok tovább finomították a radiokarbonos kormeghatározás technikáját. A valóságban a légkör C14-szintje az idők folyamán hasonló, de nem teljesen állandó. A Föld és a Nap mágneses mezejének változásai befolyásolhatják a kozmikus sugárzás intenzitását, míg a légkör szén-dioxid-szintje természetes úton vagy a fosszilis tüzelőanyagok elégetése miatt is ingadozik. Az 1950-es években és az 1960-as évek elején végzett atomfegyver-kísérletek a légkörben lévő C14 mennyiségét a természetes szint közel kétszeresére emelték. Az ilyen ingadozások figyelembevételére a dendrokronológián (évezredekre visszamenőleg) alapuló kalibrációs görbéket hoztak létre.
Az 1980-as években kifejlesztett külső gyorsítós tömegspektrometria (AMS) olyan módszer, amely egy szénminta atomjait atomsúly szerint választja szét. Ez azt jelenti, hogy a mintában lévő C14 százalékos aránya közvetlenül mérhető, nem pedig a radioaktív bomlás alapján. Az AMS lehetővé teszi nagyon kis minták mérését, ami lehetővé teszi múzeumi és könyvtári tárgyak kormeghatározását azok elpusztítása nélkül.