عادةً ما يُتصوَّر النواة الذرية على أنها كرة كثيفة تختلط فيها البروتونات والنيوترونات. لكن في بعض النظائر، يمكن للنيوترونات أن تمتد بعيدًا خارج حدود هذه الكرة، مشكّلة غلافًا منخفض الكثافة يُعرف بالهالة النيوترونية. هذه الظاهرة شائعة بشكل خاص في النوى التي تعاني فائضًا كبيرًا من النيوترونات مقارنة بالبروتونات.

درس الفيزيائيون نظائر المغنيسيوم، من المغنيسيوم-24 الخفيف إلى المغنيسيوم-38 الثقيل، وحسبوا كيفية تشتتها على الكربون عند طاقة 240 ميجا إلكترون فولت لكل نوكليون. من خلال قياس تواتر التفاعلات النووية، يمكن حساب نصف قطر سحابة النيوترونات. اتضح أن المغنيسيوم-37 يحتوي على نيوترون واحد مرتبط بشكل ضعيف لدرجة أنه يشكّل هالة مفردة.

ثم طبق العلماء نفس النهج على المغنيسيوم-40 الذي لم يُدرس بعد. أظهرت الحسابات أن نيوترونين فيه مرتبطان بشكل ضعيف لدرجة أنهما يشكّلان هالة مزدوجة. هذه النوى تعيش لجزء من الثانية، لكنها تحديدًا ميدان لاختبار تصوراتنا حول القوى النووية.

الهالة المزدوجة في المغنيسيوم-40 هي حالة نادرة حيث يشكّل نيوترونان زوجًا ويخرجان معًا خارج حدود النواة الكثيفة. هذا يشبه متسلقَي جبال يؤمّن أحدهما الآخر على حافة صخرية شديدة الانحدار.