Au cours de leurs expériences de tomographie à spin nucléaire, des chercheurs de l'Institut de technologies biomédicales de l'ETH et de l'université de Zurich ont réussi à quantifier de très faibles variations dans un puissant champ magnétique avec une précision inédite. Sur une une goutte d'eau magnétisée, ils ont pu détecter une variation de l'intensité du champ magnétique un milliard de fois plus faible que l'intensité du champ magnétique de 7 teslas, produite par le tomographe à résonance magnétique (MRT).

Pour cela ils ont conçu un capteur qui détecte ces microvariations selon un principe analogue à celui de la tomographie à résonance magnétique et d'autres méthodes spectroscopiques utilisées par les biologistes et les médecins pour obtenir des images tridimensionnelles de la structure des molécules qu'ils étudient. Une partie du capteur est constituée par un récepteur d'ondes radio d'une sensibilité extrême, ce qui permet, pendant les mesures, de réduire le bruit de fond à un niveau extrêmement faible.

Avec la résonance à spin nucléaire, on utilise des ondes radio pour exciter les atomes qui en retour émettent des ondes de plus faible intensité détectées au moyen d'une antenne. La fréquence exacte de ces ondes est une image précise de l'intensité du champ magnétique. Pour construire ce capteur, le plus grand défi à relever était d'éviter que son antenne ne perturbe elle-même les mesures.