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 béant. Ce défaut se transforme en boussole ultra-sensible — son aiguille magnétique tremble au moindre champ externe. Paradoxalement, ce défaut qui déprécie la pierre est devenu pour les physiciens un outil convoité.

Pour observer cette boussole de la taille d'un atome, les chercheurs 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 un 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, ce qui rapproche l'ère de la médecine moléculaire.