Nel 1973, Il fisico russo A.B. Migdal ha predetto il fenomeno della condensazione dei pioni al di sopra di un punto critico, densità nucleare estremamente elevata, parecchie volte superiore a quella della materia normale. Sebbene questa condensazione non sia mai stata osservata, si prevede che svolga un ruolo chiave nel rapido processo di raffreddamento del nucleo delle stelle di neutroni. Questi oggetti stellari pesanti delle dimensioni di una città sono così densi che sulla Terra, un cucchiaino da tè peserebbe un miliardo di tonnellate.

Recentemente, ricercatori del RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science e Kyushu University, eseguendo un esperimento presso la RIKEN RI Beam Factory su un isotopo di stagno molto ricco di neutroni, ha studiato se questo processo potesse realmente verificarsi in stelle di neutroni aventi una massa di circa 1,4 volte quella del nostro sole. Indagini simili sono state condotte in precedenza su isotopi stabili, come 90Zr o 208Pb, ma questa volta i ricercatori hanno deciso di studiare il caso di 132Sn, un isotopo di stagno. Questo nucleo instabile doppiamente magico ha una struttura abbastanza semplice che rende facilmente i calcoli teorici rispetto ad altri isotopi con massa simile. Per di più, 132Sn con il suo grande eccesso di neutroni (consiste di 50 protoni e 82 neutroni) fornisce condizioni migliori rispetto agli isotopi stabili per estendere questo studio alla materia di neutroni pura nelle stelle di neutroni.

Un raggio cocktail secondario contenente 132Sn è stato prodotto dalla frammentazione del proiettile di un raggio primario di uranio in collisione con un bersaglio di berillio spesso. Quindi, un bersaglio di idrogeno liquido è stato irradiato con 132Sn. Con conseguente eccitazione collettiva dei neutroni e dei protoni dei nuclei di stagno, con lo spin del neutrone e lo spin del protone oscillanti fuori fase. Questa modalità di eccitazione, chiamato "risonanza gigante, " è adatto per studiare le interazioni a corto raggio che, pur essendo cruciale nell'insorgenza della condensazione dei pioni, sono complesse ed estremamente difficili da misurare.

Secondo Masaki Sasano del RIKEN Nishina Center, che è uno dei primi autori di questo studio, il loro risultato, che è stato pubblicato nel Lettere di revisione fisica rivista, mostra che la condensazione del pione dovrebbe avvenire a circa due volte la normale densità nucleare, che può essere realizzato in una stella di neutroni con una massa di 1,4 volte quella del sole. Sasano disse che per comprendere appieno la possibilità della condensazione del pione, hanno in programma di estendere questi studi unici sulle risonanze giganti ad altri nuclei ricchi di neutroni che sono ben oltre la linea di stabilità, con grande asimmetria neutrone-protone.