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从1960年初到1961年6月，只要有时间，索普就会到申农家一起做实验。也亏得申农平时花钱就大手大脚，他们的实验才得以进行。由于要研究轮盘赌，就必须要有一台专业的轮盘，申农就从雷诺订购了一台重新调试好的轮盘，这台轮盘加上一套象牙球共花了1500美元。
轮盘送过来后，两人把轮盘架在一张旧台球桌上，打起频闪灯，就开始用胶片拍摄轮盘转动的过程。他们还购置了特制的时钟，时钟指针转速极快，这样就可以精确地测量出轮盘每秒钟转动几次了，这比索普用的设备不知要先进多少倍。
轮盘的盘面由两部分构成，中心是转子，转子外面是定子。赌场的操作员先把转子向一个方向转动起来，然后把小球按相反的方向扔到定子上面。刚扔到定子上时，小球移动的速度非常快。由于离心力的作用，小球会紧紧地靠在与定子几乎成直角的边沿上。随着转力不断下降，小球就会慢慢向定子中心凹下去的地方移动。就像一个衰减轨道上的卫星一样，小球会按照螺旋下降抛物线的轨迹移动。
轮盘的定子由“叶片”和“隔断”构成，叶片和隔断通常由钻石形状的金属片组合而成。螺旋下降的小球在撞到隔断之后通常会向相反的方向移动，大约有５０％的概率，小球会在两个隔断之间钻过去，移动轨迹大致不变。
然后，小球就会向定子中央螺旋下降，再向转子跳去。由于转子转动的方向与小球移动的方向相反，所以两者之间的摩擦力就会骤然增加。小球就会继续向轮盘中央移动，最终落入槽中。
美国的轮盘赌的轮盘上面共有38个槽，每个槽之间用隔板分开。通常，小球会先撞到几个隔板，然后再进入到某个槽中。就像两辆汽车在高速公路上对面相撞时的情形一样，小球和隔板之间的相对速度非常高。所以，小球在这一时刻的运动轨迹最难测算。
但是，索普和申农也不需要特别精确的结果。只要把小球在轮盘上的最终归宿的范围缩小一半，他们就能得到很大胜算了。
在一次试验中，索普发现他可以大致猜中小球会最终落入哪个槽中，似乎他有了第六感。经过一番讨论观察，两人终于发现了原因，原来，轮盘的角度有些倾斜，所以由于重力的作用，小球更倾向于落入轮盘较低的一面。
我们可以想像一下，如果把轮盘垂直挂在墙壁上，像一个挂钟一样，小球毫无疑问会落在最下面的槽中，也就是六点钟的位置。这样，你只要测算出哪个槽会停在六点钟的位置就万事大吉了。测算一个移动的物体比两个要容易得多，而且转子的运动比小球的轨迹也更简单、更规律。
当然，轮盘倾斜的角度越小，上面说的方法效果就越不明显。发现了这个规律，申农和索普就试着把筹码垫在轮盘下面，以不同的角度来试验，最终发现，只要轮盘倾斜的角度相当于半个筹码厚的角度，他们就有相当大的胜算了。于是，两人不约不同地想到可以在赌场的轮盘下面垫一个筹码。申农出主意可以在赌场的轮盘下面偷偷垫一小块冰，这样冰化了之后，赌场也找不到证据。
最后两人制作了一个香烟盒大小的设备，由１２个晶体管构成，可以放在衣服口袋里。利用这台设备可以测量出小球和转子这两件移动物体的起始位置和速度。首先，要在脑子里在定子上面选定一个参照点，当转子上的某个点经过这个选定的参照点时，要用脚趾触动藏在鞋里的开关，当转子再次经过那个参照点时，再用脚趾按一次开关，这样就得到了小球在轮盘上转动一圈所用的时间，接着，如此反复就可以得到小球各圈转动所需的时间。
利用这些数据，索普和申农制造的设备就可以计算出小球最有可能落入哪个槽中，精确程度可以达到十个槽。当然，只能得出“小球最有可能落入的槽”完全没有什么实际意义。申农把轮盘想像成一个切成了八块的比萨饼，每块叫一个八分圆，用音阶命名，分别是哆来咪发唆啦唏和高音哆，由索普记住这些暗号，两人通过隐蔽起来的耳机进行交流。索普和申农制造的计算机一边运算一边播放音符，最后停在哪个音阶上，就把赌注下在哪个八分圆上面。
轮盘上的每个八分圆对应五个相邻的数字（有些八分圆互相之间有重叠）。其中一个八分圆对应的数字是00，1，13，36，24。在下注的桌子上，各个八分圆相对应的数字是打乱顺序的，所以，只要保证把赌注下在正确的几个数字上面就可以了。
按照八分圆的计算，再加上轮盘倾斜的角度，申农和索普估计他们大概有44%的胜算。两人都清楚，在实施他们的计划时必须万分小心，因为，如果赌场听说了他们的安排，就会拒绝在小球扔出之后接受投注。
所以，保密至关重要。申农告诉索普，根据分析，在美国国内的任意两个人都能够通过大约三层朋友关系产生联系（申农所指的大概是麻省理工学院政治学学者伊契尔·索勒·普尔在上世纪五十年代的研究成果，而不是现在广为人知的由哈佛大学心理学家斯坦利·米尔格兰姆于1967年提出的“六度人际关系理论”）。由于索普在加州大学洛杉矶分校和别人谈起过这个想法，申农有些担心，害怕赌场已经知道了他们的计划。因为只要经过社会关系网的几个节点，就可以把麻省理工学院教授和拉斯维加斯赌场的老板连接起来。
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