تخيل دوامة لا يجلس عليها الأطفال، بل إبر مغناطيسية صغيرة داخل غبار الألماس. عادةً ما تكون هذه الإبر موجهة بشكل عشوائي، وتضيع إشارتها في الضوضاء. لكن إذا مالت الدوامة بزاوية خاصة وأُضيئت في نفس الوقت بليزر أخضر، تبدأ الإبر في الاصطفاف في اتجاه واحد. هذا بالضبط ما فعله الفيزيائيون بجسيمات الألماس، بتدويرها بزاوية 54.74 درجة بالنسبة للمجال المغناطيسي.

يكمن السر في عيوب الألماس المسماة مراكز NV. وهي أماكن يجاور فيها ذرة نيتروجين فراغًا في الشبكة البلورية. تحت تأثير الضوء، يستقطب هذا العيب، أي أن إلكترونه ينتقل إلى حالة ذات اتجاه مغزلي محدد. ثم ينتقل هذا الاستقطاب إلى أنوية الكربون-13 المجاورة. سابقًا، تطلب هذا النقل نبضات ميكروويف، التي يصعب توليدها والتحكم بها. الآن، يحل دوران العينة محل الموجات الدقيقة.

في التجربة، استُخدم نوعان من جسيمات الألماس: دون ميكرونية تحتوي على 20% كربون-13، وميكرونية تجارية ذات محتوى طبيعي 1.1%. وُضعت في دوار مطياف الرنين المغناطيسي النووي، ودُوّرت بتردد يصل إلى 6 كيلوهرتز، وأُضيئت بليزر بطول موجة 532 نانومتر. بلغ التضخيم الأقصى للإشارة 411 ضعفًا للعينة الطبيعية عند تردد 1 كيلوهرتز. للعينة المثراة، بلغ التضخيم 280 ضعفًا عند 2 كيلوهرتز. وصل الاستقطاب الثابت إلى 0.23% و0.12% على التوالي، وهو أعلى بنحو مرتبة من النتائج السابقة للماس الدقيق والنانوي.

اعتماد التضخيم على تردد الدوران كان رنينيًا: تزداد الإشارة أولاً، تبلغ ذروتها، ثم تنخفض. يُفسر ذلك بأنه عند الدوران السريع جدًا، لا يتسنى لمراكز NV نقل الاستقطاب إلى الأنوية. نموذج الثلاثي المغزلي (مركز NV، نيتروجين منفرد P1، ونواة الكربون-13) أعاد إنتاج الصورة المرصودة. أظهر أن تقاطعات المستويات تنشأ بالفعل بسبب الدوران، وليس بسبب تغير المجال المغناطيسي.

الآن، بعد أن تعلم غبار الألماس تجميع الاستقطاب النووي دون موجات دقيقة، يُفتح الطريق نحو رنين مغناطيسي نووي فائق الحساسية عند درجة حرارة الغرفة. الهدف القريب هو نقل الاستقطاب من الكربون-13 داخل الألماس إلى أنوية خارجية، مثل البروتونات على السطح. تشير التقديرات إلى أن هذا يتطلب جسيمات أصغر من 30 نانومتر. عندها، ستتمكن الدوامة من تدوير إبرتها الخاصة فحسب، بل ونقل انتظامها إلى الجزيئات المجاورة.