Núcleos atómicos constan de neutrones y protones obligados por la fuerza. Sistema de muchos cuerpos de guiados por la naturaleza de la mecánica cuántica de la nuclear — impulsada, por ejemplo, por el principio de exclusión de Pauli y el concepto de isospín — la atracción entre un neutrón y un protón es más fuerte que la atracción entre dos protones o dos neutrones. Como una luz más estable, consecuencia, núcleos están compuestos por un número igual de protones y neutrones. a partir de calcio (20 protones), la repulsión de Coulomb entre los protones cargados positivamente reduce el enlace del sistema nuclear que los isótopos más estables de un elemento más neutrones que protones. Núcleos de de los 3000 que se han producido en los laboratorios, sólo unos 300 son estables. Los otros núcleos son corta y propensas a decaer hasta alcanza un núcleo estable. El estudio de estos llamados núcleos exóticos que existen a menudo sólo para fracciones de segundo ha demostrado ser cruciales para la comprensión de la fuerza nuclear y continúa proporcionando insumo importante para la astrofísica nuclear en la búsqueda para explicar la composición isotópica del universo.