Физики предложили эксперимент, в котором разные виды поляризации фотона детектируются только в разных плечах интерферометра в экспериментах с пост-селекцией. Он является развитием идеи эксперимента по наблюдению «квантового Чеширского кота», только в этом случае разные поляризации играют роль «улыбки» и «рычания» «кота». Авторы описали метод, позволяющий менять поляризации местами с помощью добавления новых оптических элементов, и обнаружили в такой схеме эффект «отложенного выбора».

Работа опубликована в Physical Review Letters, а также на сайте для препринтов arxiv.org.

Бытовая интуиция подсказывает нам, что объект всегда неотделим от своих свойств. Сложно представить, чтобы, например, скорость мяча существовала отдельно от него самого. Однако в квантовой механике возможна ситуация, при которой этот принцип кажется нарушающимся. В частности, речь идет об экспериментах, в которых частица проходит через интерферометр с двумя плечами, но регистрируется лишь в одном из них, в то время как ее спин (поляризация) — в другом. Такой парадокс был назван квантовым Чеширским котом в честь одноименного кота из книги Льюиса Кэрролла «Алиса в Стране чудес», который известен тем, что его улыбка способна существовать отдельно от него самого.

Идея квантового Чеширского кота была впервые предложена в 2012 году. С тех пор она неоднократно подтверждалась в целом ряде экспериментов, как с фотонами, так и с нейтронами. Кроме того, появлялись работы, которые как-либо расширяли этот парадокс новыми эффектами. Так, в одной из работ был проведен учет декогеренции, а в другой ее авторы даже обменяли двух квантовых Чеширских котов «улыбками».

В новой работе Дебмалья Дас (Debmalya Das) и Удджвал Сен (Ujjwal Sen) из Научно-исследовательского института Хариш-Чандра пошли дальше и предложили отделить два вида поляризации одного фотона друг от друга.