Calculado el núcleo de carbono que le habilita como base de la vida

MADRID 10 May. (EUROPA PRESS) -

Para que el carbono, la base de la vida, pueda formarse en las estrellas, juega un papel esencial un cierto estado del núcleo de este compuesto. En colaboración con colegas de Estados Unidos, físicos de la Universidad de Bonn y la Ruhr-Universität Bochum han sido capaces de calcular este legendario núcleo de carbono, solucionando un problema que se planteó hace más de 50 años.

Los investigadores publican sus resultados en el próximo número de la revista científica Physical Review Letters.

"Los intentos de calcular el denominado estado Hoyle no han tenido éxito desde 1954. Pero ahora lo hemos hecho" dijo el profesor Ulf-G. Meisner. El estado Hoyle es una forma rica en energía del núcleo de carbono. Es el paso de montaña sobre el que todos los caminos deben pasar para ir de un valle a otro lugar: de los tres núcleos de helio a un núcleo de carbono mucho más grande. Esta reacción de fusión se lleva a cabo en el interior caliente de las estrellas pesadas. Si el estado Hoyle no existiese, solamente muy poco carbono u otros elementos superiores, tales como oxígeno, nitrógeno y hierro podrían haberse formado. Sin este tipo de núcleo de carbono, la vida probablemente no habría sido posible.

El estado Hoyle había sido verificado por experimentos ya en 1954, pero el cálculo siempre había fracasado. Esta forma de carbono consiste en sólo tres núcelos de helio muy vagamente vinculados, más un difuso núcleo de carbono. Y no se produce de forma individual, sino en combinación con otras formas de carbono. "Esto es como si quisieras analizar una señal de radio cuyo transmisor principal y varios transmisores secundarios estuvieran interfiriéndose entre sí", explicó el doctor Evgeny Epelbaum. El principal transmisor es el núcleo de carbono estable desde el cual los seres humanos y la vida en su conjunto se ha desarrollado. "Pero estamos interesados en uno de los núcleos inestables de carbono ricos en energía, así que tenemos que separar el transmisor de radio de alguna manera más débil de la señal dominante por medio de un filtro de ruido."

Lo que hizo esto posible fue un enfoque nuevo y mejorado del cálculo que permite calcular las fuerzas entre varias partículas nucleares con más precisión que nunca. Y se consiguió utilizando la supercomputadora JUGENE tras una semana de cálculos. Los resultados coincidieron con los datos experimentales tan bien que los investigadores pueden estar seguros de que han calculado el estado Hoyle.

"Ahora podemos analizar esta forma emocionante y esencial del núcleo de carbono en cada detalle", explicó el profesor Meisner. "Vamos a determinar su tamaño y estructura. Y también significa que ahora podemos echar una mirada muy de cerca a toda la cadena de cómo se forman los elementos".

En el futuro, esto puede incluso permitir responder a las preguntas filosóficas sobre el uso de la ciencia. Durante décadas, el estado Hoyle fue un excelente ejemplo de la teoría de que las constantes naturales tiene que tener exactamente los valores determinados experimentalmente, y no diferentes, ya que de lo contrario no estaríamos aquí para observar el universo (principio antrópico).

"Para el estado Hoyle esto significa que debe tener exactamente la cantidad de energía que tiene, o de lo contrario, no existiría", dijo el profesor Meisner. "Ahora podemos calcular si - en un mundo cambiado con otros parámetros - el estado Hoyle de hecho tendría una energía diferente cuando se compara la masa de los tres núcleos de helio." Si esto es así, esto confirmaría el principio antrópico.