Dans le réseau cristallin du diamant, on trouve parfois des défauts : un atome d'azote prend la place d'un atome de carbone, et juste à côté, un vide se creuse. Ce défaut se transforme en boussole diamant ultra-sensible — son aiguille magnétique frémit au moindre champ externe. Paradoxalement, ce défaut qui déprécie la pierre est devenu pour les physiciens un outil très convoité.
Pour observer cette boussole de la taille d'un atome, les scientifiques ont assemblé une plateforme minuscule, insensible aux variations de température. Ils ont « interpellé » le défaut par une série d'impulsions magnétiques et capté l'écho — une faible réponse. La scan magnétique a décodé le signal et indiqué le point avec une précision stupéfiante de 0,28 nanomètre — moins que la distance entre les atomes dans le cristal.
À la base, il y a la nature quantique du défaut : son moment magnétique peut fonctionner comme un qubit — une unité d'information de l'ordinateur quantique. Désormais, il est possible de sonder ces « boussoles » à l'intérieur des protéines et des cellules vivantes, rapprochant ainsi l'ère de la médecine moléculaire.
Ces défauts sont si sensibles qu'ils détectent le champ magnétique d'un seul proton — c'est comme entendre un murmure de l'autre côté de l'océan.