La formación de vida basada en carbono deja poco margen de error

La masa de los quarks ligeros determina la producción del carbono y oxígeno y la viabilidad de la vida basada en carbono, con un margen de error de 2 a 3 por ciento. (Crédito: Dean Lee/NC State and NASA)

La masa de los quarks ligeros determina la producción del carbono y oxígeno y la viabilidad de la vida basada en carbono, con un margen de error de 2 a 3 por ciento. (Crédito: Dean Lee/NC State and NASA)

La vida, tal y como la conocemos, está basada principalmente en carbono y oxígeno.

Un equipo de físicos estudia las condiciones necesarias para la formación de esos elementos en el universo.

Han descubierto que, cuando se trata de apoyar la vida, el universo deja muy pequeño margen para el error.

Tanto el carbono como el oxígeno son producidos cuando el helio se consume dentro de las estrellas gigantes rojas. El carbono-12, un elemento esencial del cual estamos hechos, sólo puede formarse cuando tres partículas alfa, o núcleos helio-4, se combinan de manera muy específica. La clave de la formación es un estado excitado de carbono-12 conocido como estado Hoyle.

Este tiene una energía muy específica –medida a 379 keV (o 379,000 electrón volt) arriba de las partículas alfa 3. El oxígeno es producido por la combinación de otra partícula alfa y carbono.

Físicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte habían con anterioridad confirmado la existencia y estructura de un estado Hoyle por medio de la simulación de como interactúan neutrones y protones. Estos protones y neutrones están conformados de partículas elementales conocidas como quarks. La masa de los quarks ligeros es uno de los parámetros fundamentales de la naturaleza, y esta masa afecta la energía de las partículas.

En nuevos cálculos realizados en el Centro De Supercomptuación Juelich, los físicos descubrieron que una muy pequeña variación en la masa de los quarks ligeros cambiaría la energía del estado de Hoyle, y afectaría la producción de carbono y oxígeno de tal manera que nunca llegarían a existir.

“El estado Hoyle del carbono es clave”, dijo Dean Lee. “Si el estado Hoyle de energía fuera 479 keV o más arriba de las partículas alfa 3, la cantidad de carbono producida sería demasiado poca para una vida basada en carbono”.

“Lo mismo resulta verdadero para el oxígeno”, añade. “Si el estado Hoyle de energía estuviera dentro de 279 keV de los alfa 3, hallamos que un cambio de más de dos a tres por ciento en la masa de los quarks ligeros conllevaría problemas en la abundancia ya sea del carbono o del oxígeno en el universo”.

Los resultados de la investigación aparecen en Physical Review Letters.

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