В кристаллическую решётку алмаза можно внедрить миниатюрный сенсор. Если заменить один атом углерода на атом азота, а соседний узел решётки оставить пустым, образуется азотно-вакансионный центр — дефект, который обладает спиновыми состояниями, чувствительными к внешнему магнитному полю, и способен излучать свет в ответ на его изменения.
Однако обычные дефекты такого типа не выдерживают экстремально высоких давлений. Исследователи разработали процедуру «закалки»: после внедрения азота алмаз подвергают отжигу при сверхвысоких температуре и давлении. Такая обработка стабилизирует дефекты, и они сохраняют работоспособность даже при 240 гигапаскалях — давлении, при котором необработанный алмаз начинает пластически деформироваться. Примечательно, что сами сенсоры находятся непосредственно в алмазной наковальне — устройстве, которое и создаёт это колоссальное давление.
Ранее изучать магнитные свойства материалов при таких давлениях не представлялось возможным. Теперь эти «шпионы» помогут раскрыть секреты сверхпроводников, способных работать без криогенного охлаждения. Например, водород при высоком давлении, как предполагается, может стать идеальным проводником, однако его магнитные характеристики ещё предстоит исследовать с помощью азотно-вакансионных центров.
240 гигапаскалей — это давление, при котором грузовой поезд давит на ноготь мизинца. Даже алмазу необходима закалка, чтобы уцелеть в такой давке.