À l'intérieur d'une enclume de diamant, un dispositif où deux diamants compriment un échantillon jusqu'à des centaines de gigapascals, la pression est répartie de manière inégale. Certaines zones sont plus comprimées que d'autres, ce qui influence les résultats des expériences : la matière peut se comporter différemment que sous une compression parfaitement uniforme. Jusqu'à récemment, la carte de la pression dans la chambre ne pouvait être établie qu'à partir de points isolés, par exemple grâce à la luminescence du rubis. Aujourd'hui, des physiciens japonais ont dispersé dans la chambre de minuscules grains de diamant à centres azote-lacune (un défaut dans le diamant : un atome d'azote adjacent à une lacune) et les ont fait fonctionner comme des baromètres.
Chaque nanodiamant de 50 nanomètres est un capteur miniature. Sous un laser vert et un rayonnement micro-onde, il émet une lumière rouge dont la forme du spectre dépend de l'intensité et de l'uniformité de la compression du cristal. Dans une configuration, les nanodiamants reposaient directement sur la surface du diamant, et les spectres se sont révélés asymétriques : le modèle de compression uniaxiale a donné une pression axiale de 22,1 GPa et une pression transversale de seulement 12,5 GPa. L'anisotropie (le rapport des pressions) a atteint 1,77. Dans une autre configuration, les nanodiamants étaient recouverts d'une couche de sel, et les spectres sont devenus symétriques : le modèle hydrostatique a indiqué une pression de 17 à 20 GPa, en accord avec l'étalonnage au rubis (20,0 GPa). L'anisotropie est tombée à 1,2–1,5.
Cette approche a pour la première fois fourni une carte complète de la non-hydrostaticité dans la chambre avec une résolution micrométrique. Auparavant, les nanodiamants étaient surtout utilisés comme capteurs de champ magnétique ou de température, et la pression était mesurée en des points isolés. Désormais, on voit comment la compression varie du centre vers les bords : dans la configuration avec une seule couche de sel, la pression axiale variait de 14 à 30 GPa, et le rapport des pressions diminuait de 1,6–1,8 au centre à 1,4 près des bords. C'est une indication directe de la manière dont le mode d'empilement du milieu transmetteur de pression (la substance qui répartit uniformément la compression) influence l'hydrostaticité (la pression égale dans toutes les directions).
La méthode ne nécessite pas d'optique complexe et est compatible avec la microscopie à champ large, ce qui la rend rapide et pratique pour les expériences de routine. À terme, il sera possible de mesurer simultanément la pression, la température et le champ magnétique dans une même chambre, ainsi que de vérifier l'hydrostaticité à des pressions plus élevées, jusqu'à 100 GPa. Cela est important pour la recherche de nouveaux supraconducteurs et l'étude des transitions de phase, où l'homogénéité locale de la compression joue un rôle clé.
Les nanodiamants de 50 nm sont si petits qu'environ 8 billions tiennent dans un millimètre cube. À une pression de 20 GPa, la distance entre les atomes dans le diamant diminue d'environ 1,5 %, mais le centre azote-lacune reste stable et continue d'émettre de la lumière.