研究人員進行的實驗可以增加或減少單個的聲音量子——當應用於嘈雜的聲場時，會得到令人驚訝的結果。

量子力學告訴我們，物理物體可以同時具有波和粒子的屬性。例如，光的單個粒子或量子被稱為光子，類似的，聲音的單個量子被稱為聲子，聲子可以被認為是聲能的最小單位。

一組來自倫敦帝國理工學院、牛津大學、尼爾斯玻爾研究所、巴斯大學和澳大利亞國立大學的研究人員進行了一項實驗，透過與鐳射的相互作用，可以在高頻聲場中增加或減少一個聲子。

為了增加或減少單個量子的聲音，該團隊在2013年提出了一種利用共振器中產生的光子和聲子之間的相關性的實驗技術。更具體地說，鐳射被注入晶體微諧振器，該諧振器支援光和高頻聲波。

然後，這兩種型別的波透過電磁相互作用相互耦合，產生新的頻率的光。然後，為了減去一個聲子，研究小組探測到一個頻率上移的光子。探測一個光子給了我們一個事件準備訊號，我們已經減去了一個聲子，”專案的主要作者Georg Enzian說。

當實驗在有限溫度下進行時，聲場會因熱噪聲而產生隨機波動。因此，在任何時候，存在的聲音量子的確切數目是未知的，但平均而言，最初會有n個聲子。

當你加減一個聲子時會發生什麼?乍一想，你可能認為這只是將平均值分別改變為n + 1或n - 1，但實際結果與這種直覺相悖。事實上，與直覺相悖的是，當你減去一個聲子時，平均的聲子數實際上是2n。

在全光光子減法實驗中觀測到的這個驚人的結果是量子的平均加倍數，這是第一次在光學之外觀測到。“思考這個實驗的一種方式是想象一個你經常在電子遊戲廳看到的爪機，只是你無法看到機器裡面有多少玩具。在你同意玩之前，你已經被告知裡面平均有n個玩具，但是每次你玩的時候確切的數字是隨機變化的。然後，在成功地用爪子抓住之後，玩具的平均數量實際上會上升到2n，”倫敦帝國學院量子測量實驗室的首席研究員邁克爾·凡納描述道。

值得注意的是，這個結果當然不會違反能量守恆，它是由於熱聲子的統計而產生的。