Jo sempre he pensat que la llum artificial només podia portar-nos beneficis, ja que ens permet viure i treballar independentment de les hores de llum natural que hi hagi. No obstant, ahir la meva veïna, que és una gran aficionada a la tecnologia i la ciència, em va explicar que la llum artificial pot alterar els cicles de vida dels éssers vius.

Queden moltes coses per comprendre sobre la contaminació lumínica: per això ella em va convidar a participar amb ella a un experiment de ciència ciutadana per ajudar als investigadors a estudiar les conseqüències de l’exposició a la llum artificial. Qui hauria dit que passejant i fent fotos amb el meu mòbil podria contribuir a la ciència!

No sé com ho faria sense internet: tota la música que escolto, les històries que llegeixo, les fotos que comparteixo amb els amics, els vídeos que miro,... tot està al núvol!

Sabíeu que el núvol no és tan eteri com el nom ens pot fer pensar?
Per poder distribuir informació arreu del món de manera ultra ràpida és necessària una xarxa de fibres òptiques que connecta físicament tots els continents i ciutats passant fins i tot pel fons dels oceans. Així l’enorme quantitat de dades que s’envia cada segon pot arribar als nostres dispositius en un no res, siguin les dades necessàries per fer funcionar un hospital o un vídeo de gatets, i tot transportat per fotons!

Treballo al departament de control de qualitat d’una empresa alimentària i la fotònica és una eina ideal pel nostre treball perquè ens permet fer les nostres anàlisis de manera no invasiva, sense danyar els productes.  Fem servir sistemes fotònics per processos molt diferents, des de controlar la forma i el color de la fruita i la verdura, fins a mesurar la quantitat d’oxigen a dins dels paquets per assegurar-nos que els aliments que hi ha a dins no es facin malbé massa ràpid. Alguns  dels nostres proveïdors fan servir els fotons també per controlar els cultius i optimitzar les collites.

La diversitat és un element clau per poder trobar solucions creatives i originals als problemes: per això és important que en un centre de recerca científica hi hagi molta diversitat. A l’ICFO, hi ha gent de més de 60 nacionalitats que tenen formació diversa (hi ha persones que van estudiar física, química, enginyeria, biologia, neurociència, matemàtica, informàtica, ...): amb aquesta barreja de cultures, idiomes i experiències és més fàcil crear un ambient obert i tolerant on les noves idees poden prosperar i créixer.

Estan emergent noves tecnologies quàntiques que prometen revolucionar el món de la informació i de la comunicació: per aprofitar al màxim aquest potencial, la Unió Europea, està planejant la construcció d’una infraestructura per a les comunicacions quàntiques, que permetria connectar dispositius quàntics, arribant a formar una internet quàntica. Aquesta infraestructura aprofitarà la xarxa de fibra òptica actual per connexions de curta i mitja distància i hi combinarà satèl·lits per cobrir les distàncies més llargues. D’aquesta manera, gràcies a la física quàntica, es protegiran les dades més sensibles com les personals, financeres, governamentals, així com la xarxa elèctrica, el control aeri, o el sistema sanitari.

Foto: Núvols d’àtoms freds en un dels laboratoris de l’ICFO.

Alguns organismes poden transformar la llum del sol en l’energia que necessiten per viure amb la fotosíntesis. Aquest procés, resultat de milions d’anys d’evolució, és increïblement eficient: poden arribar a transformar en energia el 95% de la llum que els hi arriba. En canvi, els millors panells solars que es comercialitzen avui en dia arriben a traduir només el 20% d’energia en electricitat.

A l’ICFO fem servir polsos làser ultraràpids per “fotografiar” les molècules responsables de la captura de l’energia lluminosa que es troben dins dels organismes fotosintètics per tal d’entendre millor aquest procés i poder millorar l’eficiència dels panells solars.

Foto: Muntatge experimental per estudiar algunes de les molècules rellevants per la fotosíntesis.

Estem acostumats a que les plataformes de pel·lícules o  música ens suggereixin propostes interessants sobre què veure o escoltar. Això és possible perquè els  algoritmes poden aprendre, si li donem una sèrie d’exemples inicials: és una branca de la intel·ligència artificial que es diu machine learning.

A part de millorar els serveis tecnològics, el machine learning és molt útil també per les persones que busquen solucions a problemes científics complexes. A l’ICFO fem servir intel·ligència artificial per trobar noves estratègies per resoldre problemes complexes de física quàntica, preveure el moviment de partícules individuals (molt important per a la biologia) o augmentar la rapidesa de càlcul (optimització) per alguns algoritmes complexes que s’apliquen a problemes significatius pel dia a dia.

No és fàcil preveure quan una tecnologia concreta estarà disponible per a la societat: per exemple, fa anys que la fusió nuclear sembla a prop de resoldre el problema de la producció de energia, però sempre apareixen problemes tècnics imprevists que allunyen la seva realització. D’altra banda, algunes tecnologies que ara trobem arreu, com per exemple els làsers, deuen el seu origen a la curiositat sobre algunes preguntes fonamentals, com per exemple la interacció entre fotons i matèria, sense una aplicació concreta en ment.

Com podem escollir els camps de recerca que ens reportaran més beneficis?

És important que la gent estigui informada sobre els avenços científics per poder expressar opinions crítiques sobre les notícies que ens arriben des dels mitjans de comunicació, la publicitat, les xarxes socials,... i evitar caure en estafes o malentesos. A vegades, però, la informació ve precisament de sectors pseudocientífics de dubtosa fiabilitat.

Com hem de gestionar aquest flux d’informació, sovint dubtosa?

La pandèmia que va sorgir en 2020 ens va ensenyar que la salut pública és un sector molt important que afecta a molts més aspectes de la societat. Un minúscul virus pot afectar la vida de milions de persones en tots els seus aspectes, no només la salut, però també  l’economia, estructura industrial, mercat laboral... 

Per això és important concentrar la majoria dels nostres esforços en projectes de recerca que puguin millorar i cuidar la salut de les persones.

Vivim a l’era de la informació. Cada dia més empreses i institucions recullen i analitzen grans quantitats de dades per millorar processos industrials i serveis per a la població. A més, les tecnologies digitals són cabdals per comunicar-nos entre nosaltres, sigui per treballar o divertir-nos. Si fallen els sistemes de informació, també fallen estructures estratègiques com són les xarxes energètiques, control del trànsit, hospitals, governs,... Així, vetllar per la seguretat de les dades i perquè les puguem transmetre massiva i ràpidament és de fonamental importància per una societat digitalitzada com la nostra.

Per això és important concentrar la majoria dels nostres esforços en projectes de recerca que puguin millorar la recollida, anàlisis, transmissió  i seguretat de dades.

Estem al mig d’una emergència climàtica: per poder-la resoldre calen noves polítiques ambientals i el compromís de la societat sencera. La ciència i la tecnologia poden contribuir a accelerar el canvi de paradigma que es necessita per salvar el planeta amb descobriments i tecnologies innovadores. Si no fem res ara, la Terra serà inhabitable i insostenible, però encara hi som a temps.

Per això és important concentrar la majoria dels nostres esforços en projectes de recerca que puguin ajudar-nos a cuidar del nostre planeta.

La fotònica és arreu i té un impacte positiu en molts aspectes diferents de la nostra vida. A vegades, una mateixa tecnologia (com per exemple el làser)  pot millorar la salut, la informació i la cura del medi ambient a la vegada. Hi ha molts problemes globals i és complicat establir una prioritat, sobre tot perquè estan interconnectats.

Per això és important no concentrar els nostres esforços en un únic camp d’aplicació: és millor diversificar els nostres esforços per a tenir més possibilitats d’èxit.