Поряд з котом Шредінгера фізики завели ще й квантового Чеширського кота. Квантовий Чеширський кіт (англ. Quantum Cheshire Cat) - парадоксальне явище в квантовій механіці, суть якого полягає в тому, що квантова система при певних умовах може повести себе так, як якщо б частинки і їх властивості були розділені в просторі. Іншими словами, об'єкт може бути відділений від своїх власних властивостей. Назва даного явища є відсиланням до книги Льюїса Керролла «Аліса в Країні чудес», в якій один з її персонажів - Чеширський Кіт - має здатність зникати, залишаючи після себе тільки одну свою посмішку.
Чеширський Кіт - має здатність зникати, залишаючи після себе тільки одну свою посмішку
Методика експерименту була розроблена групою вчених з Великобританії та Ізраїлю. Ними було запропоновано використовувати метод слабкого вимірювання для вивчення феномена «Квантового Чеширського кота» на прикладі нейтронів. В ході експериментів із застосуванням нейтронного інтерферометра виконувалось поділ одного пучка нейтронів на два, що йдуть різними шляхами. В ході цього проводилися слабкі визначення місцезнаходження частинок, а також і їх магнітного моменту (спина). Результати експерименту показують, що система поводиться так, як якщо б нейтрони проходили по одному шляху, в той час як їх магнітний момент проходить по-іншому. Тобто, «коти-нейтрони» знаходяться в іншому місці, ніж їх «усмішки-спини».
В експерименті на нейтронном інтерферометрі пучок нейтронів з напрямком спінів вгору і вниз проходив через ідеальний кристал кремнію і поділявся на дві частини. Далі оставлялся поляризований пучок, всередині якого всі нейтрони характеризуються однаковим напрямком спина. Спіновращатель ST1 повертав спин уздовж траєкторії руху. Потім в блоці SRs створювалися два пучка з різною орієнтацією спінів. Перший пучок нейтронів мав спин уздовж траєкторії руху нейтронів, в той час як спін другого пучка був орієнтований в протилежному напрямку. Після проходження різними шляхами обидва пучка об'єднувалися, і потім спостерігалася інтерференція пучків, що відслідковуються двома детекторами.
В одному детекторі реєструвалися тільки нейтрони, які мають спін вздовж напрямку руху, інші - ігнорувалися. Очевидно, що дані нейтрони повинні були слідувати по першому шляху, оскільки тільки в ньому нейтрони мали такої спіновим станом, яке доводиться в експерименті почергової установкою на кожен із шляхів фільтрів (ABS), поглинаючих невелику частину нейтронів. У разі ж, коли другий пучок пропускався через фільтр, то реєстроване кількість нейтронів залишалося незмінним. У разі ж, коли перший промінь прямував через фільтр, кількість даних нейтронів зменшувалася.
Парадокс відзначався вченими при спробах визначити місце розташування нейтронних спинив. Для цього напрямок спінів злегка змінювалося за допомогою магнітного поля. Коли два пучка зводилися, вони інтерферувати і могли посилювати або пригнічувати один одного. Невелика зміна спинив мало спричинить змін всієї інтерференційної картини. В ході дослідів з'ясувалося, що магнітне поле, прикладена до першого пучку, не виробляло ніякого ефекту. Але, якщо магнітне поле докласти до другого пучку, що не містить реєстровані нейтрони - з'являвся потрібний ефект. Тобто, система вела себе так, як якщо б частинки були просторово відокремлені від їх магнітних властивостей.