Le champ magnétique est invisible, mais on peut le faire « briller ». Pour cela, on prend un minuscule diamant avec des défauts — des endroits où un atome de carbone est remplacé par de l'azote, et où une lacune voisine se trouve dans le réseau. Ces défauts, comme des aiguilles de boussole sensibles, réagissent aux moindres variations du champ magnétique et émettent une lumière d'intensité variable.
Dans cette nouvelle étude, une plaquette de diamant a été pressée contre un cristal supraconducteur Hg-1223, capable de fonctionner à une température relativement élevée, et le tout a été comprimé sous une pression de 4 gigapascals — comme si quarante voitures particulières étaient posées sur un ongle. Sous pression, la supraconductivité est renforcée, et le matériau commence à expulser le champ magnétique de son volume — c'est l'effet Meissner. Une caméra filmait la luminescence du diamant, et un ordinateur reconstruisait, à partir de la luminosité et de la couleur des points, l'intensité et la direction du champ en chaque point de l'espace.
À partir de ces données, les scientifiques ont construit une carte de l'expulsion du champ à différentes températures et l'ont comparée à un modèle décrivant le comportement des supraconducteurs de type II. La concordance a permis de calculer la densité de courant critique — le courant maximal que le matériau peut transporter sans perdre sa supraconductivité. C'est une caractéristique essentielle pour toutes les applications : des aimants des IRM aux câbles de transport d'énergie.
Cette méthode ne nécessite pas de contacts électriques et fonctionne sous haute pression, là où les mesures conventionnelles sont difficiles. On peut désormais étudier les supraconducteurs dans des conditions proches de celles qui règnent dans les entrailles des planètes, et rechercher des matériaux qui conservent leurs propriétés étonnantes à température ambiante.
La pression de 4 gigapascals utilisée dans l'expérience est comparable à la pression au fond de la fosse des Mariannes, multipliée par 40. Sous une telle compression, la distance entre les atomes diminue et le supraconducteur fonctionne mieux.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Les Enfants d'Icare », les extraterrestres utilisent des supraconducteurs pour la lévitation ; ici, le capteur en diamant montre comment un supraconducteur expulse le champ magnétique — le même principe, mais à l'échelle du laboratoire.