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3α过程是宇宙核合成中最关键的反应之一，它控制着碳的合成，并作为通往更重元素的门户，塑造了宇宙中观测到的元素丰度[1-3]。三个α粒子通过中间态Be-8原子核产生C-12的共振态。稳定C-12的生成速率取决于共振态的衰变宽度。最为C-12最重要的共振态，霍伊尔态的衰变宽度已通过地面实验室得到了高精度测量，并用于计算三α反应率。
然而，强场核物理学的最新进展挑战了这种传统的核合成范式：恒星环境中的衰变宽度与自由空间中的衰变宽度相同吗？目前最先进的激光场强度可达10^23 W/cm^2[4]，这与高密度恒星环境等离子体中α粒子所受到的库仑场强度相当。人们已经法相了如此强度的激光场改变了核过程，如衰变产物的光谱[5]、衰变隧穿率[6-10]和聚变截面[11-13]等。
在这项工作中，我们基于TDHF模型研究了强库仑场环境下C-12链状态的共振与衰变，提取了不同场强下的共振时间，发现强场加速C-12链状态衰变的规律。在此基础上，基于反应率公式研究了强库仑场对3α反应率的增强效应，结果表明，当恒星密度为10^9 g/cm^3时，恒星等离子体提供的库仑场可使3α反应速率提高1252倍。值得注意的是，质子弹性散射的类似增强已被证明会影响重质量原子核的产生[14,15]。这项工作介绍了以前被忽视的强库仑电场的效应，为3α反应速率增强提供了一个新的视角，并强调了它们对预测恒星环境中重元素丰度的重要性。
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[2] C. Tur, A. Heger, and S. M. Austin, The Astrophysical Journal 671, 821 (2007).
[3] C. West, A. Heger, and S. M. Austin, The Astrophysical Journal 769, 2 (2013).
[4] J. W. Yoon, Y. G. Kim, I. W. Choi, J. H. Sung, H. W. Lee, S. K. Lee, and C. H. Nam, Optica 8, 630 (2021).
[5] H. M. Castaneda Cortes, C. Muller, C. H. Keitel, and A. Paly, Physics Letters B 723, 401 (2013).
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[14] S. Jin, L. F. Roberts, S. M. Austin, and H. Schatz, Nature 588, 57 (2020).
[15] H. Sasaki, Y. Yamazaki, T. Kajino, and G. J. Mathews, Physics Letters B 851, 138581 (2024).
