レーザー冷却では、原子が持つドップラー効果を利用し、光子の運動量で原子を逆向きに押して減速させます。たとえば、走る自転車に向かい風を当ててブレーキをかけるイメージです。速度が下がれば熱エネルギーが失われ、原子はマイクロケルビンという極低温になります。さらに磁場とレーザー光を組み合わせた磁気光学トラップ（MOT）を使うと、三次元的に原子を“空中停止”させて閉じ込められます。チュー、コーエン＝タヌージ、フィリップスは、この技術を発展させ、ドップラー限界より低い温度（サブドップラー冷却）も実現しました。これらの手法は、超高精度の原子時計や量子コンピューター、重力波検出器など、社会を支える先端技術の土台となっています。

レーザー冷却の基本原理は、原子が光子を吸収・再放射するたびにℏkの運動量を受け取ることにあります。原子が観測者に近づくときにはレーザーの周波数が青方偏移して共鳴条件を満たしやすくなり、選択的に逆向きの光を吸収して減速します。ドップラー冷却で到達できる温度はT_D=ℏΓ/2k_Bで定義されますが、偏光勾配や多準位効果を利用したシシュフォス冷却によりサブドップラー領域（〜1 µK）が可能になりました。磁気光学トラップでは、反対向きの円偏光レーザーとゼーマンシフトで空間的に復元力を与え、10^8個規模の原子を数ミリメートル以下の領域に閉じ込められます。さらに蒸発冷却を加えることでボース＝アインシュタイン凝縮（BEC）生成へとつながり、量子多体系の研究が加速しました。レーザー冷却は原子干渉計による精密重力測定、光格子時計による10^-18オーダーの時間標準、量子シミュレーションなど、広範囲の応用を生んでいます。1997年の受賞は、これらの革新的プラットフォームの出発点を示す重要なマイルストーンでした。

ドップラー冷却における放射圧はF=ℏkΓs/(1+s+(2δ/Γ)^2)で与えられ、線形速度近似では粘性係数α≈4ℏk^2s/Γにより粘性光モラセスが成立する。チューらは六方向モラセスを実装し、87Rbで300 µKの温度を達成した。フィリップスはシーケンシャルRaman遷移と後続の光学ポンピングを用いてRaman sideband coolingを実証し、7 µKのサブリコイル温度を報告した。コーエン＝タヌージはドレストアトム模型を用い、ポテンシャル深さU_0≈ℏΩ^2/Δを持つ偏光勾配場での確率論的“シシュフォス”エネルギー抽出機構を定式化し、Naで1 µK未満を観測した。MOTは後に二段MOT、ダークSPOT、ブルーフューニングMOTなどへ発展し、高密度サンプルの生成効率を向上させた。これらの極低温原子源は1D,2D光格子、量子ガス顕微鏡、光格子時計、そして長基線原子干渉計へと展開している。近年はYbやSrの狭線幅遷移を用いたΛ拡散制限冷却やグレイモラセスで数十nKまでの直接レーザー冷却も実現し、本受賞研究の系譜はなお進化を続けている。