来自能谱学与天体物理学的 $^{12}\mathrm{C}$ 中无埃菲莫夫效应的证据

背景：埃菲莫夫效应是物理学中的普适现象，三体系统通过未束缚两体子系统的相互作用而稳定。文献中曾提出 $^{12}\mathrm{C}$ 中 7.458 MeV 激发能处的假想态，由三个处于相互两体共振的松散 $\alpha$ 粒子结构组成，对应于核物理中的埃菲莫夫态。该态的存在尚未经实验证实。方法：利用近期两个实验的组合数据集，其一用 TexAT TPC 测量 $\alpha$ 衰变，另一用 Gammasphere 测量由 $^{12}\mathrm{N}$ 和 $^{12}\mathrm{B}$ $\beta$ 衰变分别布居的 $^{12}\mathrm{C}$ 中能态的 $\gamma$ 衰变，我们对 $^{12}\mathrm{C}$ 中靠近 $\alpha$ 阈值的能态达到高灵敏度。结果：两个数据集中均未见到 7.458 MeV 处能态的证据。使用似然方法，确定 95% C.L. $\gamma$ 衰变分支比作为相对 Hoyle 态的 $\beta$ 衰变馈入强度的函数。同时，三阿尔法反应速率的计算表明，包含埃菲莫夫态对应于在 $5 \times 10^{7}$ K 附近反应速率的大幅增加。结论：由衰变能谱学——在 95% C.L.，除非 $\beta$ 强度小于 Hoyle 态的 0.7%，否则埃菲莫夫态不能以任何 $\gamma$ 衰变分支比存在于 7.458 MeV。该限制在一系列不同激发能下评估，结果不利于 $^{12}\mathrm{C}$ 中假想埃菲莫夫态的存在。此外，包含 7.43 至 7.53 MeV 间能态的三阿尔法反应速率超过了恒星经历红巨星阶段所需速率。