No podríem entendre la medicina moderna sense els fotons com a eina per diagnosticar i tractar pacients. A l’hospital on treballo com metgessa, gràcies a les fibres òptiques dels endoscopis, podem accedir a llocs amagats dins dels cossos dels nostres pacients sense necessitat de procediments invasius. A més, varis sensors i tècniques de imatge  ens possibiliten veure i obtenir informació de dins dels cossos per poder diagnosticar de forma més precisa. En els darrers anys, els làsers s’han convertit en eines imprescindibles en molts quiròfans per  cirurgia d’extrema precisió. Tot això sense parlar de les teràpies que permet la nanofotònica!

Quan estudiava a l’acadèmia de belles arts, mai hauria pensat en apuntar una obra de Leonardo da Vinci amb un làser a com estic fent ara! No us preocupeu, no la vull fer malbé: el làser em permet netejar-la i fer que recuperi el seu esplendor original.

Els làsers i les tècniques fotòniques d’anàlisis són eines molt útils pels restauradors d’obres d’art com jo: ens permeten analitzar diferents aspectes de les obres d’art (com per exemple els pigments, o la manera de treballar de l’artista) sense posar en perill la integritat de les obres. El meu treball barreja art i ciència: estic segur que li encantaria al mateix Leonardo!

Fa uns dies vaig veure com la meva filla de dos anys intentava (sense èxit) fer lliscar la pàgina d’un diari amb el seu dit. Per a una persona com ella, que va néixer en un món on hi ha pantalles per tot arreu, fins i tot a la nevera, és natural pensar de poder interactuar amb qualsevol superfície o paraula escrita.

Això no seria possible si durant els últims anys les pantalles no haguessin millorat tant, guanyant en definició i funcionalitat. Qui hauria pogut imaginar poder interactuar de manera tan intuïtiva amb una màquina fa unes dècades?

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.

La física quàntica descriu el món a escala atòmica i molecular: en els darrers anys, la comunitat científica ha après a aprofitar-se dels fenòmens que apareixen a escala microscòpica per crear noves tecnologies.

S’espera que les tecnologies quàntiques millorin la manera d’estudiar alguns sistemes físics, la seguretat de les nostres comunicacions, la rapidesa de càlcul dels ordinadors i la sensibilitat dels sensors.

Amb més de la meitat dels seus grups treballant en aquests camps, l’ICFO suma els seus esforços als d’altres centres de recerca i empreses formant part activa de xarxes a nivell local (Pla complementari – Comunicacions Quàntiques) i internacional (European Quantum Flagship) que tenen com objectiu accelerar l’arribada d’aquestes tecnologies a l’abast de la societat.

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.

Per captar imatges d’algunes coses molt ràpides (com per exemple una bala travessant una poma) és necessari il·luminar-les amb un pols de llum tan ràpid com la escena que volem capturar. Així, per poder observar el comportament dels electrons en algunes reacciones químiques, és necessari enviar polsos de llum extremadament ràpids.

Tan ràpids que s’hauria de dividir un segon pels nombre de segons que han passat des de l’inici de l’univers per obtenir la seva durada (alguns attosegons).

En un dels laboratoris de l’ICFO, treballen en la generació d’aquests polsos per estudiar fenòmens que puguin ajudar a millorar la síntesis de productes químics o el rendiment de carburants o d’ordinadors.

Foto: Un dels làsers de l’ICFO que permet generar polsos ultraràpids.

Els científics i les científiques de l’ICFO col·laboren molt entre ells i sovint amb col·legues d’altres instituts d’arreu al món i d’altres disciplines. Molts avenços científics són el resultat de treball en equip.

Tot i així, es llegeixen sovint històries de personatges quasi heroics que van canviar aparentment tot sols el camp de la ciència on treballaven. També els premis més prestigiosos de la ciència, els premis Nobel, s’atorguen a un màxim de 3 persones que sovint no han ni treballat junts, tot i que darrere de moltes idees revolucionàries hi ha un equip de persones. Hauríem de valorar més el paper del treball en equip a la ciència i reconèixer més explícitament que sovint els resultats venen d’un esforç col·lectiu?

Les fronteres entre ciències naturals i humanitats mai han estat ben definides. Per exemple,  pensem en Leonardo da Vinci: era un artista o un enginyer?

A dia d’avui, molts artistes parlen de ciència o tecnologia a les seves obres. D’altra banda, els científics ofereixen noves eines i possibilitats a les persones creatives (l’Arduino es va inventar per ajudar als dissenyadors a integrar electrònica en els seus projectes).

Té sentit encara la distinció entre ciències i lletres?

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.