À l'intérieur d'une cellule vivante, une minuscule toupie de carbone tourne — une molécule de la taille d'un milliardième de mètre. Une toupie ordinaire tombe vite, mais celle-ci se comporte autrement : elle peut tourner dans les deux sens à la fois, comme une pièce quantique qui resterait éternellement suspendue dans sa chute. Cette superposition de mouvements est la clé de son étrange sélectivité. La toupie détecte des champs magnétiques d'une force infime, mais reste sourde à un aimant puissant.
La raison tient à sa masse. Comme une toupie à lourd rebord tourne plus longtemps, la molécule-rotor, grâce à son poids, conserve ses propriétés quantiques même dans l'environnement tiède et aqueux de la cellule. Le désordre, ou entropie, l'attaque plus lentement, l'empêchant de se « diluer » dans l'espace.
Intégrée aux rythmes cellulaires — division, travail des enzymes — un tel capteur peut piloter la chimie de la vie. C'est peut-être ainsi que les oiseaux migrateurs et certaines bactéries sentent le champ magnétique terrestre. Ce mécanisme ne résout pas seulement de vieilles énigmes biologiques, il promet aussi des détecteurs ultrasensibles pour la médecine.
Certains oiseaux, comme le rouge-gorge, « voient » littéralement le champ magnétique terrestre pendant la migration grâce à des effets quantiques dans leurs yeux.