En el interior de una estrella masiva, dos núcleos de carbono chocan y se fusionan en un núcleo de magnesio. De este proceso depende la rapidez con que la estrella quema su combustible y qué elementos químicos alcanza a crear. Pero calcular con precisión esta fusión en el papel ha resultado increíblemente difícil: los núcleos no son bolas de billar, sino sistemas cuánticos que pueden reorganizarse de muchas maneras.

El nuevo trabajo propone un modelo en el que los núcleos de carbono pueden fusionarse directamente o mediante una etapa intermedia: primero, un pequeño fragmento (una partícula alfa) se desprende de un núcleo, y el resto se une al otro núcleo. Es como si dos bailarines pudieran ejecutar un levantamiento de dos maneras distintas: con un salto o mediante un impulso. Tener en cuenta ambas vías a la vez ha permitido, por primera vez, explicar simultáneamente los experimentos de dispersión de núcleos y los datos de fusión.

El modelo también predice que en el núcleo de magnesio que nace de la fusión no hay estados puramente "moleculares", donde dos núcleos de carbono giraran uno alrededor del otro como planetas. En cambio, todo está mezclado: el núcleo de magnesio se asemeja a un caldero de papilla burbujeante, donde es imposible distinguir los ingredientes originales.

Este es solo el primer paso. En el futuro, los autores planean añadir canales con emisión de protones y neutrones para que el modelo funcione a temperaturas aún más altas, en los interiores más calientes de las estrellas. Entonces podremos saber con mayor precisión cuánto carbono, oxígeno y otros elementos nacen en el universo.