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La triple alfa

EL ELECTRÓN LIBRE // MANUEL LOZANO LEYVA

* Catedrático de Física atómica, molecular y nuclear en la Universidad de Sevilla

La reacción nuclear más fascinante de todas las que hacen bullir el cosmos es la que da lugar al carbono. El lector, sobre todo si es de los que frecuentan el blog, pensará que la afirmación anterior es una prueba irrefutable de que el autor es un chovinista del carbono, es decir, que considera que lo más importante del Universo es la vida y, ya puestos, nosotros, los vivos inteligentes. Porque claro, si no hay carbono, ni hay vida ni, mucho menos, inteligencia. Quizá tenga razón y ya hablaremos en otra ocasión del Principio Antrópico del que lo anterior es una consecuencia, pero hoy lo que interesa es explicar el delicado mecanismo por el que se generó y genera el carbono, átomo cuyo núcleo tiene seis protones y seis neutrones.

Tras el portentoso traquido inicial o Big Bang, el Universo empezó a enfriarse tan rápidamente al expandirse que los únicos núcleos que pudieron formarse fueron los muy ligeros, nada de carbono. Las primeras estrellas se encendieron gracias a la fusión de los protones o núcleos de hidrógeno. Las cenizas principales de estas reacciones fueron los núcleos de helio, también llamados partículas alfa: dos protones y dos neutrones. Que dos alfas fundan para dar berilio 8 (cuatro protones y cuatro neutrones) exige una enorme temperatura: unos cien millones de grados. El único escenario posible es el corazón de una estrella moribunda o gigante roja. Morirse una estrella significa contraerse por la gravedad hasta que el derrumbamiento hacia el centro aumenta tanto la temperatura que aviva de nuevo las reacciones de hidrógeno e incluso las de las alfa. Pero surge un problema: el berilio 8 es tan inestable que se desintegra otra vez en dos alfas antes de que otra alfa se les pueda unir para que entre las tres formen un núcleo de carbono. Es casi imposible, a menos que...

Varios físicos nucleares le hicieron ver al astrofísico Fred Hoyle que el carbono se podría formar en una estrella agonizante si ese núcleo tuviera una propiedad singular: un estado resonante (no es importante explicar aquí lo que es) a unos 7,5 MeV (una unidad de energía). Hoyle le preguntó a su amigo Fowler, físico nuclear experimental, por ese estado del carbono y la respuesta fue que nadie había detectado tal resonancia. Hoyle insistió y Fowler puso a trabajar a su equipo y, en menos de tres días, encontraron una resonancia en el núcleo de carbono a 7,654 MeV. El carbono, base de la vida, proviene de las estrellas muertas y se sintetizó durante su agonía en el llamado proceso triple alfa. No sé si tal conclusión es tierna o estremecedora.