Haroche studierte von 1963 bis 1967 Physik an der École normale supérieure (ENS) und der Faculté des Sciences der Universität Paris. 1967 wurde er promoviert (Doctorat de 3e cycle) und 1971 erhielt er sein zweites Doktorat (im damaligen zweistufigen französischen System Doctorat ès sciences physiques). Sein Doktorvater war der spätere Nobelpreisträger Claude Cohen-Tannoudji. 1967 wurde er Professeur Agrégé für Physik und gleichzeitig Attaché de Recherche des CNRS; dort wurde er 1971 zum Chargé de Recherche und 1973 zum Maître de Recherche befördert. Ab 1973 war er außerdem Maître de conférence der École polytechnique und ab 1974 Professor an der Universität Pierre und Marie Curie (Paris VI, UPMC), was er bis 2001 blieb. Von 1991 bis 2001 war er Seniormitglied des Institut universitaire de France.
Am 9. Oktober 2012 wurde ihm zusammen mit dem Amerikaner David Wineland der Physik-Nobelpreis für die Forschung der Wechselwirkung zwischen Licht und Materie zugesprochen.
Werk
Haroche ist bekannt für die experimentelle Beobachtung der Dekohärenz in der Quantenmechanik. Dies gelang ihm mit Kollegen an der École normale supérieure in Paris 1996. Es kann als eine experimentelle Realisierung des Gedankenexperiments von Schrödingers Katze aufgefasst werden und zeigt die Ausbildung makroskopisch unterscheidbarer „klassischer“ Zustände aus quantenmechanischen Überlagerungszuständen.
Für seine Experimente untersuchte er Atome (bzw. ein einzelnes Atom) in kleinen Hohlräumen mit fast perfekt reflektierenden Wänden, wo die Wechselwirkung des Atoms mit nur wenigen Photonen unter kontrollierten Bedingungen beobachtet werden konnte, was die Überprüfung fundamentaler Gesetze der Quantenmechanik ermöglichte (Hohlraum-Quantenelektrodynamik, Cavity Quantum Electrodynamics).[4] Am Labor Kastler-Brossel arbeitete er eng mit Jean-Michel Raimond und Michel Brune (beide ehemalige Doktoranden von Haroche) zusammen.
mit Jean-Michel Raimond: Cavity Quantum Electrodynamics. In: Scientific American. Band268, Nr.4, April 1993, S.54–62, doi:10.1038/scientificamerican0493-54.
mit M. Brune, E. Hagley, J. Dreyer, X. Maître, A. Maali, C. Wunderlich, J. M. Raimond: Observing the Progressive Decoherence of the “Meter” in a Quantum Measurement. In: Physical Review Letters. Band77, Nr.24, 9. Dezember 1996, S.4887–4890, doi:10.1103/PhysRevLett.77.4887.
Quantum Information with Atoms and Photons in a Cavity: Entanglement, Complementarity and Decoherence Studies. In: Physica Scripta. T102, 2002, S.128–132 (iop.org).
Fifty Years of Atomic, Molecular and Optical Physics in Physical Review Letters. In: Phys. Rev. Letters. Band101, 2008, S.160001, doi:10.1103/PhysRevLett.101.160001 (englisch, aps.org).
Licht. Eine Geschichte. Klett-Cotta, Stuttgart 2020, ISBN 978-3-608-98495-8 (google.de – Originaltitel: La Lumière révélée. Übersetzt von Ursula Held).