D'ordinaire, un laser chauffe. Pourtant, dans certains cristaux, la lumière peut emporter la chaleur — comme si une bouilloire refroidissait sous une lampe vive. Dans le diamant, ce sont les défauts qui font ce travail : des endroits où un atome d'azote remplace le carbone, avec une lacune à côté. La spectroscopie a montré que lorsqu'on éclaire avec un laser dont la longueur d'onde est légèrement inférieure à la résonance, le défaut émet une lumière d'énergie supérieure à celle qu'il a absorbée. La différence est puisée dans les vibrations thermiques du réseau — le cristal refroidit.

Mais il y a un piège. Le même laser amène le défaut à changer de charge : d'un état chargé négativement, il passe à un état neutre. Or, un défaut neutre ne refroidit plus.

Les mesures de photométrie de photoluminescence dans le temps ont montré : plus l'éclairage est intense, plus il y a de défauts neutres et moins le refroidissement est efficace. Les scientifiques ont construit un modèle simple qui tient compte des vitesses de pompage et de basculement de charge. Il prédit que le refroidissement est auto-limité : avec un laser trop puissant, le défaut cesse de refroidir. Mais en choisissant bien les conditions, on peut tout de même obtenir un refroidissement net. Selon les estimations, un seul défaut refroidit aussi efficacement qu'une boîte quantique ou un ion de terre rare. Les défauts du diamant sont donc un matériau prometteur pour le refroidissement de précision des micropuces et des dispositifs quantiques.