Un minuscule défaut dans un cristal de diamant agit comme une antenne sensible. Lorsqu'un champ magnétique oscille à proximité, ce défaut — une lacune d'azote — répond par une émission de lumière. Auparavant, pour capter le signal, il fallait accumuler de nombreuses mesures répétées, comme si l'on écoutait un murmure en collant l'oreille à une porte. Désormais, un seul bref « coup d'œil » suffit.

Les auteurs de l'étude ont montré que l'intensité et la phase d'un champ magnétique alternatif de fréquence 4 mégahertz peuvent être extraites de seulement deux mesures consécutives. La précision atteint 78 nanoteslas en amplitude et 63 milliradians en phase, avec une résolution temporelle de 320 microsecondes. Pour comparaison, 78 nanoteslas représentent environ cent mille fois moins que le champ magnétique terrestre.

Les chercheurs ont également vérifié ce qui se produit lorsque la fréquence du signal de test ne correspond pas à celle du champ, ainsi que le comportement de la méthode dans des champs intenses. Les erreurs peuvent alors être estimées à l'avance. De plus, le protocole permet de modifier la fréquence du signal de test en cours d'expérience — comme régler une radio en direct.

Cette approche rapproche l'utilisation de capteurs en diamant de l'observation en temps réel de processus magnétiques rapides : de l'activité des neurones aux vortex dans les supraconducteurs. Un diamant, une mesure — et un instantané de l'invisible.