研究チームは単一光子（一度に1個ずつ放出される光の粒子）を用いた干渉実験装置を構築しました。

原理的には二重スリット実験と同様ですが、2つの経路にそれぞれごく小さい偏光回転を与える仕組みが組み込まれています。

たとえるならば、二重スリットの右側の穴を通る場合は光が右回転し、左側の穴を通る場合には左回転するような仕組みを穴にあたる部分に仕込んだのです。

（※片方の経路を通る光子には偏光がわずかに右回りに回転し、もう一方の経路では左回りに回転するように設定しました。）

もし光子が２つの場所に同時に存在する場合、経路ごとに反対向きに回転させている2つの偏光操作が打ち消し合って、平均的には偏光に変化が生じないよう調整されています。ただこの操作が強すぎると「観測」とよばれる状況になり重ね合わせが崩れてしまいます。

そのため実験では途中の光子がどちらの経路を通ったか直接暴露するような強い観測は行われません。

光の回転操作はごく控えめに行われ重ね合わせを壊さない「弱い観測」と呼ばれるものに留まりました。

その後、光子は干渉パターンを形成するスクリーン（あるいは検出器）に一つずつ検出され、光の回転が調べられました。

「偏光反転」が起きる頻度を統計的に解析することで、光子が経路上で受けたわずかな偏光回転のゆらぎを測定したのです。

直感的には、光子がどちらか一方の経路しか通らなかった場合は偏光にプラス方向かマイナス方向の回転が確実に生じるため偏光の揺らぎが大きくなり、逆に両経路に分かれて通れば回転は打ち消し合って揺らぎが小さくなる、と予想できます。

実際のデータは後者の傾向、すなわち干渉縞の明るい部分（高い確率で光子が検出される場所）に現れた光子では、偏光反転がほとんど起きず、偏光の揺らぎが極めて抑えられていることが示されました。

これは、1つの光子がきっちり二カ所の経路を通過していたことを意味します。