研究人员揭示了碳的“霍伊尔国家”的结构
北卡罗来纳州立大学的一名研究人员对粒子结合形成碳-12的方式进行了“快照”，这种元素使地球上所有生命成为可能。这张照片看起来像弯曲的手臂。
碳-12只有在三个阿尔法粒子或氦-4原子核以一种非常特殊的方式结合时才能存在。这一组合被称为霍伊尔州。北卡罗来纳州立大学物理学家Dean Lee和德国同事Evgeny Epelbaum, Hermann Krebs和Ulf-G。迈斯纳之前已经证实了霍伊尔状态的存在，他使用了一种数值晶格，使研究人员能够模拟质子和中子的相互作用。当研究人员在晶格上进行模拟时，霍伊尔状态与碳-12的其他观测状态一起出现，从第一原理证明了理论的正确性。
但他们也想知道核子(原子核中的质子和中子)是如何在碳-12的原子核中排列的。这将使他们能够“看到”霍伊尔州的结构。利用同样的晶格，研究人员与合作者Timo Laehde发现，碳12的6个质子和6个中子形成了3个“阿尔法簇”，每个“阿尔法簇”有4个核子。在低能量时，α星团倾向于聚集在一起形成一个紧凑的三角形结构。但是对于霍伊尔态，这是一个激发态，三个α星团结合成一个“弯臂”结构。
研究人员的发现将于本月发表在物理评论快报．
“有趣的是，直链似乎不是霍伊尔状态的首选构型，”李说。“看来必须把链条弯一下。这项工作使我们产生了一个问题:还有哪些原子核具有这样的阿尔法星团形状?这在核物理中是相当奇特的结构，并引发了一些关于形状和稳定性的有趣问题。例如，我们能有更长的α星团链吗?我们正在调查这些可能性。”
这项工作由美国能源部资助;德国的德意志教育学院、德国教育学院和德国教育学院;欧洲联盟强子物理计划和欧洲研究理事会;国家自然科学基金项目。计算资源由Juelich超级计算中心提供。北卡罗来纳州立大学物理系是物理和数学科学学院的一部分。
皮克-
编辑报告:本文摘要如下。
“霍健状态的结构和旋转”
作者:李院长，北卡罗来纳州立大学;Evgeny Epelbaum和Hermann Krebs，德国波鸿鲁尔大学物理理论研究所;Timo A. Laehde，德国Juelich;Ulf-G。迈斯纳，德国波恩大学斯特拉伦和克恩物理研究所和贝特理论物理中心
出版:物理评论快报
文摘:
它的激发态12C Nucleus称为“Hoyle State”构成了核物理学中最有趣，困难和及时的挑战之一，因为它在红巨星中的三个α颗粒的融合中发挥着碳的主要作用。在这封信中，我们呈现从头开始晶格计算揭示了霍伊尔态的结构，以及低空自旋-2旋转激发的证据。为12C基态和第一自旋2激发态，我们发现了一个紧凑的三角形结构的α团簇。对于霍伊尔态和第二个自旋为2的激发态，我们发现了一个“弯臂”或钝三角形结构的α团簇。我们还计算了低伏态之间的电磁跃迁率12C。
