帶有正電荷的原子核的運動軌道，好比細小的磁屑，朝著外部磁力的方向排列，就像指南針一樣。強磁場中平行排列的原子核若受到適當頻率的電磁波的轟擊，原子核吸收無線電波的能量後，朝向就發生翻轉。這種新的弛豫狀態隻能延續若幹分之一秒，然後，原子核重新釋放能量恢複到原來狀態。其間，原子核發射無線電信號，其頻率與它吸收的無線電波相同——原子核在共振。（或者按1939年《紐約時報》一條標題的說法：“我們所有人都是無線電台。”）磁共振之所以能成為奇妙的工具，是因為弛豫時間由化學成分來決定，如此一來，NMR能精確測定化合物的分子構成。
在用磁譜儀成功地探測鈉之後，弗裏曼·科普想嚐試探測鉀，但磁譜儀隻能發出很微弱的信號。達馬迪安有了答案：死海中細菌的鉀含量是普通細菌的20倍，他可以去弄些實驗品來。兩周後，達馬迪安和科普駕車去NMR專營公司，滿載電子設備和生物學設備——還有寶貴的細菌。實驗很見效，他們把死海的實驗品放上去之後，一個鉀信號即刻跳上了示波鏡。
達馬迪安後來說：“這對我有著深遠的影響。我是說，在數秒鍾之內，我們得到了一個測度，平常要花我們數周，有時甚至需要數月的時間才能達到這樣的精度。我對某種事物產生了敬畏。我激動不已地發現，“我的上帝，弗裏曼，這台儀器正在用無線電子做化學檢測”。”
數日後，達馬迪安在吃早餐時對弗裏曼說：“如果能把化學家用於試管氯仿的技術用於人體化學性質的測度，就可能激發一場空前的醫療儀器革命。”科普的反應是這在理論上可行，但談及成本和時間就真的行不通。當時NMR儀器的測度對象都是裝載在試管或載玻片上的微小事物。達馬迪安理解科普的質疑。他後來告訴克萊因菲爾德：“你必須理解，我們當時談論的機器要求所檢測的東西不能超過鉛筆大小。而我談及的東西好比是教室裏擲的紙飛機要換成波音747。”
NMR專營公司的總裁保羅·雅柯（Paul Yajko）同意達馬迪安自己來做實驗。他花了數周時間熟悉機器——沒有人為他演示——1970年6月，他把一組小白鼠腫瘤切片放到機器上測度，與健康組織的弛豫時間進行比較。比較結果令他目瞪口呆。數字差別很大，他懷疑是操作機器時出了錯，但他又沒有出錯。癌細胞中水裏的氫原子的弛豫時間仍舊截然不同。他興奮得一陣眩暈。
此刻，達馬迪安還沒有想到成像，在1971年發表在《科學》學刊上的論文也沒有提及成像。那時他思考更多的是定量問題——用NMR弛豫率建立一個癌症檢測儀，但不限於此。“一旦能成功地檢測癌症，”他說，“很明顯，就能用於檢測所有疾病——有效檢測心髒病、腎病、精神病。”麵對科學撰稿人埃德·埃德爾森在《下州通信員》（Downstate Reporter）春季刊上的質問，達馬迪安設想通過移動磁體聚焦“有效區”一段時間，逐點掃描以區分不同的組織。這是學術界第一次公開提及對人體掃描采用局部化信息的方法。他後來用這種技術創建了第一張人體MRI圖像。