Nagrodzeni badacze zajmują się mechanika kwantową, a szczególnie pewnym jej fenomenem zwanym tunelowaniem. Otóż w świecie makroskopowym, którego elementy składają się z ogromnej liczby cząsteczek, jeśli rzucimy piłką w ścianę, ta na pewno odbije się od niej. Inaczej jest w świecie kwantów, w którym pojedyncza cząstka może czasami przeniknąć przez przeszkodę i objawić się po jej drugiej stronie. Zjawisko to nosi nazwę właśnie tunelowania kwantowego. Dzisiejsi laureaci otrzymali Nagrodę Nobla za odkrycie makroskopowego kwantowego mechanicznego tunelowania i kwantyfikacji energii w obwodzie elektrycznym. Czyli pokazali, że kwantowe tunelowanie może być obserwowane w makroskopowej skali.
Czego dokonali Clarke, Devoret i Martinis
W latach 1984 i 1985 wspólnie przeprowadzili serie eksperymentów w Berkeley. Zbudowali obwód elektryczny z dwoma nadprzewodnikami, komponentami, które mogą przewodzić prąd bez żadnego oporu elektrycznego. Oddzielili je cienką warstwą materiału, który w ogóle nie przewodził prądu, tzw. przerwą Josephsona. W tym eksperymencie wykazali, że są w stanie kontrolować i badać zjawisko, w którym wszystkie naładowane cząstki w nadprzewodniku zachowują się zgodnie, tak jakby były pojedynczą cząstką wypełniającą cały obwód. Ten podobny do cząstki układ jest uwięziony w stanie, w którym prąd płynie bez żadnego napięcia – stanie, w którym nie ma wystarczającej ilości energii, aby uciec. W eksperymencie układ pokazuje swój kwantowy charakter poprzez wykorzystanie tunelowania w celu ucieczki ze stanu zerowego napięcia, generując napięcie elektryczne.