عادةً ما تُصوَّر نواة الذرة على أنها كرة كثيفة تتوزع فيها البروتونات والنيوترونات معًا. لكن في بعض النظائر، قد تمتد النيوترونات بعيدًا خارج حدود هذه الكرة، مكوّنة غلافًا مخلخلًا يُعرف بالهالة النيوترونية. يحدث هذا غالبًا في النوى التي تحتوي على نيوترونات أكثر بكثير من البروتونات.

أخذ الفيزيائيون نظائر المغنيسيوم — من المغنيسيوم-24 الخفيف إلى المغنيسيوم-38 الثقيل — وحسبوا كيفية تشتتها على الكربون عند طاقة 240 ميجا إلكترون فولت لكل نيوكلون. من خلال تكرار تصادم النوى ببعضها، يمكن حساب نصف قطر السحابة النيوترونية. واتضح أن المغنيسيوم-37 يحمل نيوترونًا واحدًا مرتبطًا بضعف شديد لدرجة أنه يشكل هالة مفردة.

ثم طبق العلماء نفس الأسلوب على المغنيسيوم-40 الذي لم يُدرس بعد. أظهرت الحسابات أن نيوترونين فيه مرتبطان بضعف شديد لدرجة أنهما يشكلان هالة مزدوجة. تعيش هذه النوى لجزء من الثانية فقط، لكنها هي بالضبط المختبر لاختبار فهمنا للقوى النووية.

الهالة المزدوجة في المغنيسيوم-40 هي حالة نادرة حيث يشكل نيوترونان زوجًا ويخرجان معًا خارج النواة الكثيفة. يشبه ذلك متسلقَي جبال يؤمّن أحدهما الآخر على حافة جرف صخري.