초신성 폭발 시 발생하는 탄소와 산소의 핵융합 반응이 원소의 기원에 중요한 역할을 하는 것은 이전부터 예상되어 왔다.그러나 지상의 가속기로 초신성 폭발과 같은 환경을 재현하고 실험을 실시하는 것은 매우 어렵기 때문에 이론 연구에 의한 검증이 기다리고 있었다.

　두 원자 사이의 다양한 힘이 균형을 이루고, 원자핵이 결합된 분자상의 준안정 상태를 분자 공명이라고 부른다.이번에 원자핵을 구성하는 양자와 중성자의 운동을 파속으로 기술하는 '반대칭화 분자 동역학 모형'을 이용하여 분자 공명의 성질을 조사했다.탄소 원자핵은 거울 떡과 같은 편평한 형태로 분자 공명을 형성할 때 다양한 방향을 향할 수 있다.이 "회전 효과"를 설명하기 위해 방향이 다른 탄소 원자핵의 파동 함수를 중첩하여 분자 공명의 에너지와 그 발현 메카니즘을 밝혔다.

　구체적으로는, 규소 원자핵의 구조를 슈퍼컴퓨터에 의한 수치 시뮬레이션으로 조사한 결과, 탄소와 산소의 원자핵끼리가 약하게 결합한 분자 공명이 종래의 관측보다 훨씬 낮은 극저에너지에 존재할 가능성을 지적했다.이 분자 공명의 존재에 의해 초신성 폭발 시에 탄소와 산소의 핵융합 반응이 폭발적으로 생겨, 마그네슘이나 규소의 원자핵이 대량으로 만들어질 가능성이 있다.

논문 정보:【Physics Letters】12C+16O molecular resonances at deep sub-barrier energy