El núcleo de un átomo suele imaginarse como una esfera densa donde protones y neutrones están mezclados. Pero en algunos isótopos, los neutrones pueden sobresalir mucho más allá de esa esfera, formando una capa difusa: un halo de neutrones. Esto ocurre sobre todo en núcleos con muchos más neutrones que protones.
Los físicos tomaron isótopos de magnesio, desde el ligero magnesio-24 hasta el pesado magnesio-38, y calcularon cómo se dispersan en carbono a una energía de 240 MeV por nucleón. Por la frecuencia con que los núcleos se rozan entre sí, se puede deducir el radio de la nube de neutrones. Resultó que en el magnesio-37 un neutrón está tan débilmente unido que forma un halo simple.
Luego los científicos aplicaron el mismo método al aún inexplorado magnesio-40. Los cálculos mostraron que en él dos neutrones están tan débilmente ligados que forman un doble halo. Estos núcleos viven fracciones de segundo, pero son justamente el banco de pruebas para verificar nuestras ideas sobre las fuerzas nucleares.
El doble halo del magnesio-40 es un caso raro en el que dos neutrones forman una pareja y juntos se salen del núcleo denso. Es como dos escaladores que se aseguran mutuamente en el borde mismo de un precipicio.
El magnesio-40 existe menos de un milisegundo, pero en ese tiempo logra mostrar un doble halo de neutrones, un estado que no se encuentra en núcleos estables.