ينشغل المترجم بكل حفيف في القاعة، فتتحول ساعة الاجتماع إلى ساعتين. وكذلك الجيروسكوب السعوي: لكي يسمع إزاحة نانومترية لكتلة صغيرة، يحتاج إلى فجوات مضبوطة بدقة بين الألواح. وكلما صغر حجم المستشعر، زادت صعوبة الحفاظ على هذه الدقة. لطالما بحث المهندسون عن طريقة أخرى للاستماع إلى الحركة.
في العمل الجديد، يتولى النفق المغناطيسي الدوراني (MTJ) دور المترجم — وهو هيكل شطيري من طبقتين مغناطيسيتين بينهما عازل. عندما يمر به تيار بتردد راديوي، يقوم بتقويمه إلى جهد مستمر، ويتغير هذا الجهد إذا تحركت كتلة اختبار مغناطيسية قريبة.
النموذج، المبني على معادلات حركة الرنان وديناميكا المغنطة، تمت معايرته بالبيانات التجريبية: أظهرت نواقل مغناطيسية نفقية حقيقية بأبعاد 300×750 نانومتر حساسية تبلغ حوالي 20 ميكروفولت/ملي تسلا. أما المعاملات الميكانيكية فمأخوذة كنموذجية لرنانات الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS): كتلة 1 ميكروغرام، تردد رنين 250 كيلوهرتز، وعامل جودة 157. في الوضع الثابت، ينمو الجهد التفاضلي خطيًا مع السرعة الزاوية، معطيًا حساسية مقدارها 0.001 ميكروفولت/(درجة/ثانية).
بلغ تقدير الانجراف الزاوي العشوائي (ARW) 1800 درجة/√ساعة، وهو ما يتوافق مع فئة الدقة الاستهلاكية. للمقارنة، يعطي الحد الحراري لهذا الرنان ARW حوالي 0.04 درجة/√ساعة، أي أن الضوضاء الإلكترونية للقراءة هي المهيمنة. هذا مثل الاستماع إلى همس في غرفة صاخبة: الإشارة موجودة، لكنها تغرقها طقطقة الأجهزة.
في السيناريو الديناميكي — عاصفة رياح بتعديل 40 كيلوهرتز — أتاح الكشف المتجانس (homodyne) استعادة السرعة الزاوية بخطأ حوالي 0.05%. وإذا استبدلت الكتلة الاختبارية السلبية بمذبذب نانوي نشط بعزم مغزلي (STNO)، تزداد الحساسية 70 مرة، وتنخفض سعة التشغيل إلى 150 نانومتر — أي أرق بحوالي 500 مرة من شعرة الإنسان.
أخيرًا، توقف المترجم عن الانشغال بالحفيف. إنه الآن يستمع إلى الصدى المغناطيسي للحركة، ويمكن تضخيم هذا الصدى دون لمس القاعة نفسها. لم يتبقَّ سوى جعل صوته أنقى.
بلغت حساسية الصمام الثنائي لعزم السبين في التجربة حوالي 20 ميكروفولت/ملي تسلا، مما يسمح بتسجيل إزاحات الكتلة الاختبارية بكسور النانومتر. في النسخة السبينترونية الكاملة، تنخفض سعة الإثارة إلى 150 نانومتر، أي حوالي 500 مرة أنحف من شعرة الإنسان.