Dans chaque poignée de terre fertile vivent des bactéries qui font ce qu'aucune usine ne sait faire : elles prennent l'azote directement de l'air et le transforment en engrais. Le secret se cache dans l'enzyme nitrogénase, et son nœud de travail – un amas d'atomes de fer et de molybdène – ressemble à un minuscule atelier d'usine.

Les chimistes essaient depuis longtemps de comprendre comment cet atelier est organisé de l'intérieur. Dans cette nouvelle étude, ils ont calculé l'énergie de l'état le plus bas, le plus calme de l'amas. Pour cela, il a fallu deux méthodes de calcul puissantes qui ne fonctionnent généralement pas ensemble : l'une décrit bien les états simples, l'autre les états complexes. En les combinant, ils ont obtenu un nombre avec une précision que les chimistes considèrent comme de référence.

C'est comme si une pièce avait plusieurs positions également confortables et pouvait se trouver dans n'importe laquelle. Cette ambiguïté empêche de déterminer précisément quel état est le vrai. Mais c'est précisément elle qui explique pourquoi les expériences donnent des résultats contradictoires.

Les scientifiques ont vérifié ce qui se passe si l'on tient compte d'effets électroniques supplémentaires ou de légères vibrations de la protéine. Il s'avère que le tableau ne change presque pas : plusieurs états restent presque également favorables. Cela signifie que l'enzyme fonctionne réellement dans des conditions où plusieurs variantes de « fond » coexistent.

Maintenant que l'énergie est connue avec précision, on peut tester la capacité des ordinateurs quantiques à effectuer de tels calculs. Et c'est un pas vers le remplacement un jour du processus industriel énergivore de production d'ammoniac par quelque chose de plus propre et de moins cher.