Wyjaśnienie podstawowych własności wielu jąder atomowych stało się możliwe dzięki zastosowaniu do opisu ich struktury koncepcji "powłok" nukleonowych. Zgodnie z tym obrazem nukleony w jądrze atomowym poruszają się po ustalonych orbitach w studni potencjału wytworzonej przez wszystkie składniki jądra. Rozkład stanów kwantowych w energii jest niejednorodny - właśnie ze względu na te niejednorodności orbitale kwantowe grupują się w tzw. powłoki oddzielone szczelinami energetycznymi. Całkowite zapełnienie powłok w jądrach leżących wzdłuż ścieżki stabilności następuje przy magicznych liczbach protonów lub neutronów 2, 8, 20, 28, 50, 82 i 126. Podwaliny pod teorię modelu powłokowego położyli Maria Goeppert-Maier i Hans Jensen w 1949 - uhonorowani oni zostali za to osiągnięcie Nagrodą Nobla w 1963 r. Przy  założeniu ruchu nukleonów w studni średniego potencjału jądrowego oraz po wprowadzeniu dodatkowego oddziaływania spin-orbita, model powłokowy poprawnie opisuje układ jądrowych stanów jednocząstkowych,

Koncepcja powłokowej struktury jądra atomowego jest bardzo podobna do rozwiązania zastosowanego wcześniej do opisu budowy atomu. W atomie stany kwantowe elektronów, poruszających się w polu centralnego potencjału jądra atomowego, tworzą powłoki. Zamknięcia powłok elektronowych występują przy liczbach atomowych 2, 10, 18, 36, 54 i 86, czyli w atomach gazów szlachetnych. Stąd pierwiastki te charakteryzują się dużą stabilnością chemiczną.

Podczas gdy atomowe liczby magiczne są raz na zawsze ustalone, liczby protonów lub neutronów potrzebne do całkowitego zapełnienia powłok w jądrze atomowym nie mają charakteru uniwersalnego. Badania prowadzone na przestrzeni ostatnich lat pokazały, że w obszarach mapy nuklidów, w których stosunek liczb neutronów i protonów jest znacznie różna od tego, z jakim ma się do czynienia w pobliżu ścieżki stabilności, sytuacja jest odmienna. Stwierdzono na przykład, że istnieją jądra, które, pomimo że powinny być jadrami magicznymi, nie posiadają żadnych cech "magiczności". Zaobserwowano także odwrotne zjawisko, a mianowicie pojawienie nowych magicznych liczb nukleonów. Stało się oczywiste, że szczeliny energetyczne pomiędzy orbitalami jądrowymi ewoluują w miarę oddalania się od ścieżki stabilności.

W przeciągu kilkunastu ostatnich lat nasza grupa z powodzeniem rozwinęła oraz zastosowała nową technikę badania struktury jąder bogatych w neutrony, polegającą na użyciu procesów głęboko nieelastycznych zachodzących podczas zderzeń ciężkich jąder atomowych. Obszar podwójnie magicznego jądra ⁴⁸Ca jest jednym z obszarów mapy nuklidów, który był dokładnie badany przy pomocy nowej techniki. W szczególności udało się nam zidentyfikować strukturę yrastową w izotopie tytanu ⁵⁴Ti. Pokazaliśmy, że układ pierwszych trzech stanów yrastowych, 2⁺, 4⁺ i 6⁺ (należących do multipletu (f_7/2)²), jak i przerwa energetyczna pomiędzy wzbudzeniem 6⁺ i wyżej leżącymi stanami yrastowymi, są bardzo podobne do układu obserwowanego w przypadku jądra ⁵⁰Ti, które jest jądrem magicznym. Tym samym potwierdziliśmy występowanie nowego zamknięcia podpowłoki przy N=32 w jądrach neutrono-nadmiarowych. Zamknięcie podpowłoki przy N=32 wynika z istnienia szczeliny energetycznej pomiędzy neutronowym orbitalem np_3/2 oraz wyżej leżącymi stanami jednocząstkowymi np_1/2, nf_5/2. Szczelina ta zanika w miarę zbliżania się do ścieżki stabilności ze względu na silne oddziaływanie monopolowe pomiędzy protonem pf_7/2 i neutronem nf_5/2, warunkowane głownie siłą tensorową: wzrost liczby protonów na powłoce pf_7/2 prowadzi do obniżenia energii neutronowego orbitalu nf_5/2 względem stanów np_3/2 i np_1/2.