Az atommagfizika egyik alapvető modellje, a héjmodell szerint az atommagban lévő protonok és neutronok különböző energiaszinteken helyezkednek el, melyek héjakba csoportosulnak hasonlóan ahhoz, ahogy az atommagok körül keringő elektronok elektronhéjakat alkotnak. Ezeken a héjakon a kvantumfizika törvényei szerint csak meghatározott számú neutron illetve proton helyezkedhet el. Ha egy atommagban minden héj teljesen betöltött, azaz zárt, akkor az atommag különösen stabil szerkezettel rendelkezik, ami általában gömbölyű alakkal jár együtt. A minket körülvevő atommagokban a zárt héjakhoz tartozó 2, 8, 20, 28, 50 és 82 kitüntetett proton- vagy neutronszámokat Wigner Jenő magyar származású Nobel-díjas fizikus után mágikus számoknak nevezzük. Az ilyen számú protont vagy neutront tartalmazó, nemesgázszerű atommagot mágikus atommagnak hívjuk. Ha a protonok és neutronok száma is mágikus, akkor az atommag kétszeresen mágikus. Az ilyen atommagok kiemelkedő szerepet játszanak az elméleti magmodellek fejlesztésében, tesztelésében, ezért kísérleti azonosításuk a legújabb kutatásoknak is az egyik elsődleges célja.
A debreceni Atommagkutató Intézet (ATOMKI) kutatói több, mint két évtizede vesznek részt az oxigénizotópok kutatásában radioaktív ionnyalábokon végzett kísérletekben. A legújabb generációs részecskegyorsító berendezések lehetővé teszik a hétköznapi világunkon túli, extrém nagy neutronszámú oxigénizotópok előállítását és azok szerkezetének különleges körülmények között történő tanulmányozását. A japán RIKEN részecskegyorsító centrumban nemzetközi együttműködés keretében elvégzett kísérletben a 8 protont és 20 neutront tartalmazó, így kétszeresen mágikusnak várt 28O izotópot állítottak elő.
A kísérlet során a részecskegyorsító berendezésben először a fluor 29-es tömegszámú izotópját (29F) hozták létre, majd a radioaktív ionnyalábot rálőtték egy folyékony hidrogént tartalmazó céltárgyra. Az ütközések egy részében a céltárgy protonja kiütötte a hozzácsapódó 29F atommag egy protonját, így annak eggyel csökkentve a rendszámát és egyúttal a tömegszámát is, tehát 28O atommag keletkezett. Az 28O rendkívül rövid ideig, mindössze 10-21 másodpercig létezik, majd elbomlik; 4 neutron kibocsátásával 24O atommaggá alakul. A teljes folyamatot összetett észlelőberendezésekkel figyelték és a felfogott jelek alapján számítógépes feldolgozás során rekonstruálták az eseményeket.
A kísérlet értelmezése során arra a meglepő következtetése jutottak, hogy a várakozásokkal ellentétben az 28O atommag nem kétszeresen mágikus. Ez a váratlan eredmény arra mutat rá, hogy extrém atommagok esetében a magmodell további finomítása szükséges.
Az ATOMKI kutatói a mérési kampányhoz az észlelőberendezések és a kiolvasó elektronika megtervezésével, megépítésével, a működésüket tesztelő szimulációs számításokkal, a mérési berendezés összeállításával és a kísérletek végrehajtásával járultak hozzá.