Os núcleos em seus estados de energia mais baixos (estado fundamental) são compostos de nêutrons e prótons. Dois prótons e dois nêutrons em um núcleo podem se agrupar para formar partículas alfa. Quando o núcleo obtém energia quase suficiente para se desintegrar em partículas alfa, as partículas alfa podem se organizar no nível de energia quântica mais baixo possível, formando um condensado de Bose-Einstein. Os exemplos são o estado fundamental do berílio-8 e o famoso estado "Hoyle" de carbono-12, batizado em homenagem a Fred Hoyle, que primeiro postulou sua existência para explicar a produção de carbono nas estrelas. Poderiam existir estados análogos em outros isótopos como oxigênio-16 e neon-20? Pesquisadores nucleares da Texas A&M University indicaram que existe um estado análogo ao estado de Hoyle no oxigênio-16.

A existência do estado de Hoyle no carbono-12 é muito importante. Na verdade, é graças a este estado que o carbono-12, o elemento chave para a vida como a conhecemos, poderia ser formado no início do universo. O estado de Hoyle do carbono-12 também possui características peculiares. Essas características podem ser explicadas descrevendo o carbono como um gás diluído de partículas alfa, implicando a existência de um novo estado da matéria nuclear análogo ao conhecido condensado de Bose-Einstein para moléculas. Encontrar estados análogos ao estado de Hoyle do carbono-12 em núcleos mais pesados ​​mostrará que o estado de Hoyle não é uma ocorrência feliz no carbono-12. Em vez, é um estado de matéria nuclear que pode ser encontrado em outros núcleos em condições semelhantes.

A identificação e o estudo de estados análogos ao estado de Hoyle em núcleos mais pesados ​​podem fornecer um teste para a existência de condensados ​​alfa na matéria nuclear. No Cyclotron Institute of Texas A&M University, os pesquisadores estudaram a reação entre as partículas de neon-20 e alfa usando um alvo de hélio espesso e um feixe de neon-20. A equipe ajustou a pressão do gás hélio para interromper o feixe antes dos detectores colocados no final da câmara experimental. Conforme o feixe viaja na câmara, ele perde energia gradualmente, de modo que sistemas de diferentes energias de excitação podem ser formados em diferentes posições dentro do gás. A equipe detectou eventos produzindo um, dois, três, e até quatro partículas alfa durante o experimento. Os detectores colocados no final da câmara mediam as energias e as posições das partículas que chegavam, bem como distinguiam as partículas alfa de outros produtos de reação. A análise dos dados de eventos que produziram três partículas alfa permitiu à equipe identificar o estado de Hoyle no carbono-12. A decadência desse estado em três partículas alfa está de acordo com outros dados da literatura. Embora as estatísticas sobre eventos com quatro partículas alfa fossem baixas, a equipe conseguiu identificar uma estrutura em cerca de 15,2 MeV que poderia corresponder a um estado análogo ao estado de Hoyle no oxigênio-16. Anteriormente, pesquisadores observaram este estado, mas eles não observaram sua decadência em quatro partículas alfa, confirmando a natureza alfa-cluster deste estado. Uma análise mais aprofundada do caminho de decaimento mostra que o decaimento em quatro partículas alfa prossegue com igual probabilidade através da emissão de dois berílio-8 nos estados fundamentais ou através da emissão de uma partícula alfa e de carbono-12 no estado de Hoyle.