El estado de Hoyle del carbono 12

En el universo primigenio, antes de las estrellas, sólo había hidrógeno y helio (tal vez con un poco de litio), sintetizados en el Big Bang. El resto de los elementos se formaron en los hornos estelares. El carbono tiene un estatus especial: su fusión con núcleos de helio (partículas α) conduce al nitrógeno, al oxígeno y finalmente a la química de la vida. Pero formar el carbono no es una tarea fácil.

En 1954 Fred Hoyle descubrió que, después de la fusión de dos partículas α para formar berilio 8, hay una probabilidad finita de que una tercera partícula α se junte a las otras dos en una resonancia de tres cuerpos. Esta resonancia cercana al estado fundamental (ahora llamada estado de Hoyle) normalmente se desintegra, pero a veces dura lo suficiente como para decaer al estado fundamental del ¹²C. La radiación gamma que revela esta transición se detectó unos años más tarde.

Un grupo germano-americano ha realizado recientemente nuevos cálculos ab initio en redes, incluyendo correcciones de tercer orden en la teoría de campos efectiva quiral, que revelan las configuraciones de menor energía del núcleo ¹²C. En el estado fundamental, las partículas α mantienen su individualidad, pero se agrupan en un triángulo compacto, lo que parece razonable para obtener la mínima energía.

El estado de Hoyle era más sorprendente, pues las partículas α ni estaban agrupadas de forma compacta ni en una cadena recta. En cambio, formaban una ángulo obtuso abierto, similar a la molécula del agua. Los resultados numéricos encajan bien con los datos experimentales disponibles. Ahora el grupo va a tratar de realizar cálculos en redes de mayor resolución.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/66/2/10.1063/PT.3.1874