Un électron dans une molécule se comporte comme un minuscule aimant, et sa « force » peut être mesurée avec une précision énorme. Les physiciens ont pris un ion moléculaire HD⁺ — un noyau composé d'un proton et d'un deutéron (hydrogène lourd), autour duquel tourne un électron unique — et l'ont placé dans un champ magnétique intense de 4 teslas (environ 80 000 fois plus fort que celui de la Terre).

Grâce à une spectroscopie de haute précision, ils ont mesuré la réponse de l'électron à ce champ. Le résultat est un nombre g = −2,00227854096 avec une incertitude de seulement 2×10⁻¹⁰ — c'est comme si vous pesiez un éléphant avec une erreur d'une fraction de milligramme. Cette précision a été rendue possible par de nouveaux calculs théoriques qui prennent en compte des effets quantiques subtils (l'interaction de l'électron avec son propre rayonnement) et réduisent l'incertitude théorique d'un facteur mille.

De plus, l'interaction des spins (les « rotations » intrinsèques) de l'électron et des noyaux a été mesurée. L'un des coefficients concorde avec la théorie, mais le second s'en écarte légèrement. Ce n'est pas une crise, mais plutôt une indication : peut-être manque-t-il un effet très subtil dans les calculs, qu'il reste à identifier.

Une telle précision n'est pas une fin en soi. L'ion moléculaire HD⁺ est un « laboratoire » idéal pour tester les lois fondamentales de la physique : si les valeurs mesurées correspondent aux calculs ab initio, notre compréhension du monde quantique est correcte. Sinon, nous sommes à l'aube d'une nouvelle découverte.