إذا قرّبت مسمارًا حديديًا من مغناطيس، فسوف ينجذب إليه. داخل المغناطيس، تشير الإبر المغناطيسية الصغيرة للذرات في اتجاه واحد — مثل جنود في طابور. لكن في بعض البلورات، يكون الطابور مختلفًا: الإبر المتجاورة موجهة في اتجاهين متعاكسين. هذا الترتيب يُسمى المغناطيسية التبادلية (alternagnetism)، ومن الصعب رؤيته مباشرة.
في بلورة فلوريد النيكل (NiF₂)، تكون الإبر المغناطيسية لذرات النيكل موجهة بهذه الطريقة تمامًا. لكن هناك تفصيل مهم: بسبب تأثير ضعيف مرتبط بحركة الإلكترونات حول النواة، تميل الإبر قليلاً إلى جانب واحد. ينشأ سلوك مغناطيسي حديدي ضعيف — كما لو أن جنودًا ينظرون بالتناوب إلى اليسار واليمين، لكنهم جميعًا يميلون رؤوسهم قليلاً.
قام العلماء بتسليط أشعة سينية على البلورة وقياس كيفية امتصاصها. اعتمد الامتصاص على اتجاه المجال المغناطيسي — وهذا ما يُسمى بالازدواج اللوني الدائري المغناطيسي للأشعة السينية (XMCD). كانت الإشارة مجموع مساهمتين: من الترتيب التبادلي المغناطيسي ومن المغناطيسية الحديدية الضعيفة. لفصل هاتين المساهمتين، استُخدمت طريقتان: تغيير المجال المغناطيسي الخارجي تحت درجة حرارة نيل (Neel) (النقطة التي يختفي عندها الترتيب) وقياس الإشارة فوق هذه الدرجة. أعطت الطريقتان النتيجة نفسها.
هذه الطريقة — الازدواج اللوني الدائري المغناطيسي للأشعة السينية — أثبتت أنها أداة ملائمة لدراسة المواد التبادلية المغناطيسية. فهي تساعد على فصل المساهمة المغناطيسية الحديدية الضعيفة عن الترتيب الأساسي. وهذا مهم لصنع مواد جديدة يمكن التحكم في ترتيبها المغناطيسي بواسطة مجال كهربائي.
درجة حرارة نيل لفلوريد النيكل تبلغ حوالي 73 كلفن (-200 درجة مئوية). تحت هذه الدرجة، تصطف الإبر المغناطيسية في ترتيب تبادلي مغناطيسي، وفوقها تدمر الحركة الحرارية هذا الطابور.