Scientific Reports (Aug 2024)
Clarifying the radiative decay of the Hoyle state with charged-particle spectroscopy
- D. Dell’Aquila,
- I. Lombardo,
- L. Redigolo,
- M. Vigilante,
- F. Angelini,
- L. Baldesi,
- S. Barlini,
- A. Best,
- A. Camaiani,
- G. Casini,
- C. Ciampi,
- M. Cicerchia,
- M. D’Andrea,
- J. Diklić,
- D. Fabris,
- B. Gongora Servin,
- A. Gottardo,
- F. Gramegna,
- G. Imbriani,
- T. Marchi,
- A. Massara,
- D. Mengoni,
- A. Ordine,
- L. Palada,
- G. Pasquali,
- S. Piantelli,
- E. Pilotto,
- D. Rapagnani,
- M. Sigmund,
- A. Stefanini,
- D. Stramaccioni,
- D. Tagnani,
- I. Tišma,
- S. Valdré,
- G. Verde,
- N. Vukman
Affiliations
- D. Dell’Aquila
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, University of Naples “Federico II”
- I. Lombardo
- Dipartimento di Fisica “Ettore Majorana”, University of Catania
- L. Redigolo
- Dipartimento di Fisica “Ettore Majorana”, University of Catania
- M. Vigilante
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, University of Naples “Federico II”
- F. Angelini
- Dipartimento di Fisica, University of Padova
- L. Baldesi
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, University of Firenze
- S. Barlini
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, University of Firenze
- A. Best
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, University of Naples “Federico II”
- A. Camaiani
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, University of Firenze
- G. Casini
- Sezione di Firenze, INFN
- C. Ciampi
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, University of Firenze
- M. Cicerchia
- Dipartimento di Fisica, University of Padova
- M. D’Andrea
- Sezione di Catania, INFN
- J. Diklić
- Zavod za eksperimentalnu fiziku, Rudjer Bošković Institute
- D. Fabris
- Sezione di Padova, INFN
- B. Gongora Servin
- Laboratori Nazionali di Legnaro, INFN
- A. Gottardo
- Laboratori Nazionali di Legnaro, INFN
- F. Gramegna
- Laboratori Nazionali di Legnaro, INFN
- G. Imbriani
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, University of Naples “Federico II”
- T. Marchi
- Laboratori Nazionali di Legnaro, INFN
- A. Massara
- Laboratori Nazionali del Sud, INFN
- D. Mengoni
- Dipartimento di Fisica, University of Padova
- A. Ordine
- Sezione di Napoli, INFN
- L. Palada
- Zavod za eksperimentalnu fiziku, Rudjer Bošković Institute
- G. Pasquali
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, University of Firenze
- S. Piantelli
- Sezione di Firenze, INFN
- E. Pilotto
- Dipartimento di Fisica, University of Padova
- D. Rapagnani
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, University of Naples “Federico II”
- M. Sigmund
- Zavod za eksperimentalnu fiziku, Rudjer Bošković Institute
- A. Stefanini
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, University of Firenze
- D. Stramaccioni
- Dipartimento di Fisica, University of Padova
- D. Tagnani
- Sezione di Roma Tre, INFN
- I. Tišma
- Zavod za eksperimentalnu fiziku, Rudjer Bošković Institute
- S. Valdré
- Sezione di Firenze, INFN
- G. Verde
- Sezione di Catania, INFN
- N. Vukman
- Zavod za eksperimentalnu fiziku, Rudjer Bošković Institute
- DOI
- https://doi.org/10.1038/s41598-024-68415-6
- Journal volume & issue
-
Vol. 14,
no. 1
pp. 1 – 6
Abstract
Abstract A detailed knowledge of the decay properties of the so called Hoyle state in the $$^{12}$$ 12 C nucleus ( $$E_x=7.654$$ E x = 7.654 MeV, $$0^+$$ 0 + ) is required to calculate the rate at which carbon is forged in typical red-giant stars. This paper reports on a new almost background-free measurement of the radiative decay branching ratio of the Hoyle state using advanced charged particle coincidence techniques. The exploitation, for the first time in a similar experiment, of a bidimensional map of the coincidence efficiency allows to reach an unitary value and, consequently, to strongly reduce sources of systematic uncertainties. The present results suggest a value of the radiative branching ratio of $$\Gamma _{rad}/\Gamma _{tot}=4.2(6)\cdot 10^{-4}$$ Γ rad / Γ tot = 4.2 ( 6 ) · 10 - 4 . This finding helps to resolve the tension between recent data published in the literature.
