Слабый луч лазера — источника когерентного света с узким спектром — падает на крошечную конструкцию: гибридную оптическую полость из металла и стекла. Внутри неё заперта всего одна светящаяся молекула. Обычно такой свет лишь слегка меняет цвет, рассеиваясь на тепловых колебаниях атомов — этот процесс известен как комбинационное рассеяние, или рамановский эффект. Но здесь физики настроили лазер так, что молекула оказалась на пороге насыщения: она почти ослеплена, но ещё способна поглощать фотоны — кванты света.

В этот момент произошло неожиданное. Линии рассеянного света — стоксовы и антистоксовы компоненты (сдвинутые в красную и фиолетовую стороны спектра) — разошлись гораздо сильнее обычного. Свет и механическая дрожь молекулы вступили в сильную оптомеханическую связь: взаимодействие между оптическим полем и механическими колебаниями стало настолько интенсивным, что они начали влиять друг на друга. Световой луч стал как чуткий молоточек, который не просто слушает, а ощущает упругость невидимой пружинки — колебаний химических связей.

Авторы пошли дальше и рассчитали корреляции фотонов второго порядка — статистическую меру «слаженности» приходящих световых частиц, показывающую, насколько их появление связано друг с другом. Оказалось, что рассеянный свет приобретает неклассические черты: фотоны перестают вести себя независимо, как случайные прохожие. Их совместное поведение выдаёт ангармонизм — отклонение от простой упругости, когда сила, возвращающая атомы в равновесие, не пропорциональна смещению — колебаний молекулы. Гибридная полость превращает обычный рамановский сигнал в оптический стетоскоп, способный различить, насколько реальная связь жёстче идеальной пружинки.