Крошечная алмазная частица из углерода левитирует в вакууме, удерживаемая лучом оптического лазера. В её кристаллической решётке присутствует точечный дефект: атом азота соседствует с вакансией — пустым узлом. Под воздействием света и микроволнового излучения этот дефект начинает осциллировать, передавая колебания всей микрочастице. Так возникает фононный лазер — устройство, в котором слабые случайные фононы (кванты звуковых колебаний) превращаются в когерентный, мощный акустический сигнал. Принцип работы восходит к идее Чарльза Таунса, создавшего мазер — предшественник лазера, усиливающий микроволновое излучение, — но здесь усиление происходит для звуковых волн. Для запуска достаточно небольшого перевеса заселённости возбуждённых состояний над основными — всего нескольких процентов, что создаёт инверсию населённостей, необходимую для вынужденного испускания фононов.

Теоретические расчёты полностью согласуются с законами квантовой оптики, подтверждая наблюдаемую динамику. Такая система способна выступать сверхчувствительным датчиком: улавливать гравитационные волны или измерять силу удара отдельной молекулы. Более того, она, возможно, впервые позволит наблюдать квантовые эффекты — например, суперпозицию двух противоположных мод колебаний — в объекте, видимом невооружённым глазом.