Füüsikapreemia läks kvantmaailma pioneeridele
 Selleaastane Nobeli preemia füüsikas läks kahele kvantfüüsika pioneerile, prantslasele Serge Haroche'le ning ameeriklasele David Wineland'ile. Väljatöötatud katsemeetodid võimaldavad mõõta ja mõjutada üksikuid kvantsüsteeme säilitades samal ajal nende kvantmehaanilise olemuse, mis võib pikemas perspektiivis viia näiteks kvantarvutite loomiseni.   Serge Haroche pälvis füüsikapreemia õõnsuse-kvantelektrodünaamikaks (CQED) kutsutava võrdlemisi uue füüsikaharu edendamise eest. Traditsiooniliselt kasutati kvantmehaanika poolt tehtavate ennustuste kontrollimiseks CQED vallas optilisse õõnsusse – kahe peegelpinna vahele – pandud aatomi omadustega manipuleerimist. Tehtud eksperimendid võimaldasid heita otseselt pilgu vaid kvantmaailmas aset leidvatele nähtustele. Ent Haroche pööras meetodi pea peale ning kasutas CQED poolt pakutavaid meetodeid üksiku footoni omadustega manipuleerimiseks.   Ülijuhtivast materjalist valmistatud peeglite vahele pandi absoluutse nulli lähedasel temperatuuril edasi-tagasi peegelduma üksik footon. Peeglite harukordsed omadused võimaldavad footonit enne selle neeldumist või kadumist uurida rohkem kui 0,1 sekundi vältel. Vaakumis jõuaks valgusosake selle ajaga läbida rohkem kui 30 000 kilomeetrit. Õõnsusesse ükshaaval ülisuuri, Rootsi teadlase Rydberg'i järgi nimetud aatomeid saates on võimalik otseselt footoni omadusi ilma seejuures valgusosakest kaotamata mõõta.   Kvantmehaanika teooria kohaselt saab aatomite kvantolekut käsitleda ka lainena. Rydberg'i aatomi laine ja õõnsuses edasi-tagasi peegelduva valguslaine-vaheline vastastikmõju põhjustab seega ilmneva faasinihke tõttu aatomi kvantolekus muutuse. Ühe märkimisväärseima katsena suutis Haroche seeläbi reaalsuseks muuta Schrödinger'i kassi mõtteeksperimendi, kus süsteem on mõõtmise tegemiseni kahe väga erineva kvantoleku superpositsioon.   David Wineland'i töörühma eksperimendid on seevastu viinud üksikute laetud osakeste – ioonide – ülitäpse kontrollini. Väljatöötatud tehnika võimaldab ioone keskkonnast teatud ajavahemikuks täielikult isoleerida, mis on kvantnähtuste täiuslikuks uurimiseks möödapääsmatu. Isoleerituna on neid näiteks laserimpulssidega mõjutades võimalik viia superpositsiooni. Wineland'i trumpkatse käigus paigutatakse berülliumi ioonid vaakumisse ning kontrollitakse nende positsiooni elektriväljade vahendusel. Seejärel üritatakse need viia madalaimale võimalikule energiatasemele.   Ioonid omavad mõningast soojusenergiat isegi tavapärase Doppler'i laserjahutuse järel. Soojusenergia peegeldub nende võnkumises. Võnkeenergia eemaldamiseks töötas Wineland välja strateegia, milles kasutatakse selle eemaldamiseks taaskord laserit. Spontaansete emissioonide esile kutsumise läbi saavutataksegi madalaim võimalik energiatase. Juhul kui sellises staadiumis ioonile anda täpselt pool kõrgema energiataseme saavutamiseks vajalikust energiast (kvantmaailmas on energiatasemed diskreetsed) satub ioon superpositsiooni.     Enne mõõtmise tegemist on tõenäosus, et aatom sattuski kõrgemale energiatasemele täpselt sama suur kui tõenäosus, et see madalaima energiataseme säilitas. Toimetas Jaan-Juhan Oidermaa
