Los núcleos en sus estados de energía más bajos (estado fundamental) están compuestos de neutrones y protones. Dos protones y dos neutrones en un núcleo pueden agruparse para formar partículas alfa. Cuando el núcleo obtiene casi la energía suficiente para desintegrarse en partículas alfa, las partículas alfa pueden organizarse en el nivel de energía cuántica más bajo posible, formando un condensado de Bose-Einstein. Algunos ejemplos son el estado fundamental del berilio-8 y el famoso estado de carbono-12 "Hoyle", llamado así por Fred Hoyle, quien postuló por primera vez su existencia para explicar la producción de carbono en las estrellas. ¿Podrían existir estados análogos en otros isótopos como oxígeno-16 y neón-20? Los investigadores nucleares de la Universidad Texas A&M indicaron que existe un estado análogo al estado de Hoyle en el oxígeno-16.

La existencia del estado de Hoyle en el carbono 12 es muy importante. De hecho, es gracias a este estado que el carbono-12, el elemento clave para la vida tal como la conocemos, podría formarse en el universo temprano. El estado Hoyle de carbono 12 también tiene características peculiares. Estas características se pueden explicar al describir el carbono como un gas diluido de partículas alfa, lo que implica la existencia de un nuevo estado de materia nuclear análogo al conocido condensado de Bose-Einstein para moléculas. Encontrar estados análogos al estado Hoyle del carbono 12 en núcleos más pesados ​​mostrará que el estado Hoyle no es una ocurrencia afortunada en el carbono 12. Bastante, es un estado de la materia nuclear que se puede encontrar en otros núcleos en condiciones similares.

La identificación y el estudio de estados análogos al estado de Hoyle en núcleos más pesados ​​pueden proporcionar una prueba de la existencia de condensados ​​alfa en la materia nuclear. En el Instituto Cyclotron de la Universidad Texas A&M, Los investigadores estudiaron la reacción entre las partículas alfa y neón-20 utilizando un objetivo de helio grueso y un haz de neón-20. El equipo ajustó la presión del gas helio para detener el rayo antes de los detectores colocados al final de la cámara experimental. Mientras el rayo viaja en la cámara, pierde energía gradualmente, de modo que se pueden formar sistemas de diferente energía de excitación en diferentes posiciones dentro del gas. El equipo detectó eventos que producían uno, dos, Tres, y hasta cuatro partículas alfa durante el experimento. Los detectores colocados al final de la cámara midieron las energías y las posiciones de las partículas entrantes y distinguieron las partículas alfa de otros productos de reacción. El análisis de los datos de eventos que produjeron tres partículas alfa permitió al equipo identificar el estado de Hoyle en el carbono-12. La descomposición de ese estado en tres partículas alfa coincidió con otros datos de la literatura. Aunque las estadísticas sobre eventos con cuatro partículas alfa fueron bajas, el equipo pudo identificar una estructura a aproximadamente 15,2 MeV que podría corresponder a un estado análogo al estado de Hoyle en oxígeno-16. Previamente, los investigadores observaron este estado, pero no observaron su descomposición en cuatro partículas alfa, confirmando la naturaleza del grupo alfa de este estado. Un análisis más detallado de la ruta de desintegración muestra que la desintegración en cuatro partículas alfa procede con igual probabilidad mediante la emisión de dos berilio-8 en los estados fundamentales o mediante la emisión de una partícula alfa y un carbono-12 en el estado Hoyle.