Lavoro per un'azienda che progetta e costruisce laser: ne facciamo di piccoli, come i puntatori che puoi acquistare nel negozio di quartiere, o laser industriali che possono tagliare con precisione tutti i tipi di materiale o anche saldare metalli. Mi piace molto il mio lavoro perché i nostri prodotti possono soddisfare le richieste molto diverse dei nostri clienti: ce ne sono alcuni che hanno bisogno di estrema precisione per poter realizzare i microcircuiti che si trovano all'interno dei nostri smartphone e tablet, e altri che richiedono un'elevata potenza per saldare i pezzi di un'auto o fare incisioni in modo preciso e riproducibile nei pistoni di motori aeronautici per aumentarne l'efficienza.

Non so come farei senza Internet: tutta la musica che ascolto, le storie che leggo, le foto che condivido con gli amici, i video che guardo, ... tutto è nel cloud!

Sapevi che il cloud non è così etereo come suggerisce il nome? Per distribuire le informazioni in modo ultraveloce in tutto il mondo, abbiamo bisogno di una rete di fibre ottiche che colleghi fisicamente tutte le città ed i continenti, passando anche per il fondo dell'oceano. In questo modo, l'enorme quantità di dati che viene inviata ogni secondo può raggiungere i nostri dispositivi in pochissimo tempo, siano i dati necessari per gestire un ospedale o un video di gattini, e il tutto trasportato dai fotoni!

Quando studiavo all'Accademia di Belle Arti, non avrei mai pensato di puntare un laser su un'immagine di Leonardo da Vinci come sto facendo in questo momento! Non preoccuparti, non voglio danneggiarlo: il laser mi permette di pulirlo e di riportarlo allo splendore originale.

I laser e le tecniche di analisi fotonica sono strumenti molto utili per i restauratori di opere d'arte come me: ci permettono di analizzare diversi aspetti delle opere d'arte (come i pigmenti, o il processo seguito dall'artista) senza mettere a repentaglio l'integrità dei pezzi. Il mio lavoro mescola arte e scienza: sono sicuro che lo stesso Leonardo lo adorerebbe!

Se dividessimo il diametro di un capello in mille parti, arriveremmo alla scala delle nanoparticelle prodotte all’ICFO. Nonostante siano così piccole, queste particelle sono utili per diverse tecnologie innovative.

All'ICFO, molte persone stanno esplorando il nanomondo, cercando di migliorare la nostra conoscenza dei nuovi fenomeni che emergono a questa piccola scala. Mirano inoltre a sviluppare nuove tecnologie, come nuovi materiali per telefoni cellulari e dispositivi wearable, diagnosi e trattamento di malattie, sensori di luce e celle solari.

(Foto: struttura in carbonio vista con un microscopio elettronico. All'interno della "grotta", si possono intravedere alcuni nanotubi.)

Il grafene è un materiale composto da un unico strato di atomi con proprietà incredibili: trasparente, resistente, flessibile ed ottimo conduttore di elettricità e calore.

Nel 2018 si è scoperto che due strati di grafene sovrapposti con una piccola rotazione tra loro possono trasformare questo materiale già interessante di per sé in un superconduttore.

Questa è stata una notizia molto importante per la comunità scientifica ed è stata persino pubblicata sul New York Times! Ci permette di comprendere meglio i fenomeni che avvengono nei superconduttori e potenzialmente di progettare materiali che conducono elettricità senza perdite a temperatura ambiente, riducendo gli sprechi che avvengono con i materiali attuali.

L’ICFO è uno dei pochi laboratori al mondo dove è possibile trasformare il grafene in un superconduttore.

(Foto: parte del gruppo dell’ICFO che lavora a questo progetto con il dispositivo che permette di osservare le proprietà del grafene)

Un fascio di fotoni ben focalizzato può intrappolare oggetti e spostarli in modo delicato e preciso: non si tratta di fantascienza, ma di una tecnica fotonica estremamente utile e versatile che è valsa al suo inventore il Premio Nobel.

Le pinzette ottiche si possono trovare in vari laboratori dell’ICFO in diversi ambiti di applicazione: ad esempio, vengono utilizzate per intrappolare gli atomi al fine di comprenderne meglio le proprietà, per misurare la mobilità e l'elasticità di alcune cellule o per studiare piccoli oggetti al confine tra fisica quantistica e classica.

(Foto: pinzette ottiche in uno dei laboratori ICFO)

Per catturare immagini di alcune cose molto veloci (come un proiettile che passa attraverso una mela) è essenziale illuminarle con un impulso di luce veloce quanto la scena che vogliamo catturare. Pertanto, per osservare il comportamento degli elettroni in alcune reazioni chimiche, è necessario inviare impulsi luminosi estremamente veloci.

Così veloce che un secondo dovrebbe essere diviso per il numero di secondi che sono trascorsi dall'inizio dell'universo per ottenere la sua durata (pochi attosecondi).

In uno dei laboratori dell’ICFO, stanno lavorando alla generazione di questi impulsi per studiare fenomeni che possono aiutare a migliorare la sintesi di sostanze chimiche o le prestazioni di combustibili o computer.

(Foto: uno dei laser dell’ICFO in grado di generare impulsi ultraveloci)

I confini tra scienze naturali e discipline umanistiche non sono mai stati ben definiti. Ad esempio, pensa a Leonardo da Vinci: era un artista o un ingegnere?

Oggi molti artisti parlano di scienza o tecnologia nelle loro opere. D'altra parte, gli scienziati offrono nuovi strumenti e possibilità ai creativi (la placca Arduino è stata inventata per aiutare i designer a integrare l'elettronica nei loro progetti).

La distinzione tra scienze e discipline umanistiche ha ancora senso?

La scienza è un'attività internazionale: la stragrande maggioranza delle scoperte scientifiche sono fatte da team composti da persone di diversa provenienza  e sono il risultato di collaborazioni tra istituti ed aziende di diversi paesi.

Le persone del mondo della scienza si trasferiscono spesso da un paese all’altro per espandere la loro esperienza: per questa ragione, è molto comune trovare persone di paesi differentiin un centro di ricerca. Il mix culturale crea un ambiente aperto e tollerante che aiuta la creazione di idee nuove e originali che consentono il progresso della ricerca.

Ha quindi senso associare un'importante scoperta scientifica a un’unica nazione, come spesso si legge nelle notizie?

La pandemia scoppiata nel 2020 ci ha insegnato che la salute pubblica è un settore importante che interessa molti più aspetti della società. Un minuscolo virus può influenzare la vita di milioni di persone in tutti i suoi aspetti, non solo per quanto riguarda la salute, ma anche l’economia, la struttura industriale, il mercato del lavoro …

Ecco perché è importante concentrare la maggior parte dei nostri sforzi su progetti di ricerca che possono migliorare la salute delle persone.

Viviamo nell’era dell’informazione. Sempre più aziende e istituzioni raccolgono e analizzano grandi quantità di dati per migliorare processi industriali e servizi per la popolazione. Inoltre, le tecnologie digitali sono essenziali per comunicare tra di noi, sia per lavoro che per divertimento. Se i sistemi di informazione subiscono un cedimento, ciò ha ripercussioni anche sulle strutture strategiche come le reti energetiche, il controllo del traffico aereo, gli ospedali, i governi, ecc. Pertanto, garantire la sicurezza per un trasferimento di dati rapido e massiccio è di fondamentale importanza per una società digitalizzata come la nostra.

Ecco perché è importante concentrare la maggior parte dei nostri sforzi su progetti di ricerca che possono migliorare la raccolta, l’analisi, la trasmissione e la sicurezza dei dati.

Siamo nel mezzo di un’emergenza climatica: per risolverla abbiamo bisogno di nuove politiche ambientali e dell’impegno della società nel suo insieme. La scienza e la tecnologia possono accelerare il cambio di paradigma di cui abbiamo bisogno per salvare il pianeta con scoperte e strumenti innovativi. Se non facciamo nulla adesso, la Terra sarà inabitabile e insostenibile, ma siamo ancora in tempo.

Ecco perché è importante concentrare la maggior parte dei nostri sforzi su progetti di ricerca che possono aiutarci a prenderci cura del nostro pianeta.

La fotonica è ovunque e ha un impatto positivo su molti aspetti diversi della nostra vita. A volte, una stessa tecnologia (come il laser) può migliorare la salute, l’informazione e la cura dell’ambiente allo stesso tempo. Ci sono molti importanti problemi globali ed è difficile stabilire una priorità, soprattutto perché sono interconnessi.

Ecco perché è importante non concentrare i nostri sforzi su un unico campo di applicazione: è meglio diversificare i nostri sforzi per avere maggiori possibilità di successo.