Nella piccola città in cui vivo, il Comune ha installato sensori fotonici: i dati raccolti ci aiuteranno a prendere decisioni informate in futuro. Ad esempio, hanno installato una rete di sensori per monitorare l'inquinamento dell'aria e dell'acqua con sistemi di dati aperti (open data), in modo che i cittadini possano essere informati sulla salute ambientale. Inoltre, stanno lavorando per connettere l'intera popolazione alla rete internet, installando cavi di fibra ottica in tutti i quartieri della città. Ci sono ancora tante cose da fare, ma a poco a poco stiamo trasformando la nostra città in una smart city!

Sono socio di una piccola azienda a conduzione familiare di mobili. Qualche anno fa ho fatto installare dei pannelli solari sul tetto del capannone che utilizziamo come fabbrica e magazzino. È stato un grande investimento, ma ora risparmio un sacco di soldi quando si tratta di pagare le bollette dell'elettricità della mia azienda. Inoltre, una scelta come questa è vantaggiosa anche per il pianeta!

Quest'anno ho iniziato il master in Fotonica a Barcellona. In una delle materie, ho scoperto che la fotonica ha molto a che fare con l'altra mia passione: i droni. Se riempiamo questi piccoli aerei con sensori fotonici, possiamo ottenere preziose informazioni su luoghi che sarebbero difficili da raggiungere. Ciò rende i droni non solo giocattoli divertenti, ma strumenti importanti per lo studio dell'ambiente, la ricerca di giacimenti di petrolio, gas o minerali, il monitoraggio di aree di disastri naturali o coltivazioni.

L'ICFO è un centro di ricerca di eccellenza con linee di ricerca che coprono diverse aree in cui la fotonica gioca un ruolo decisivo.

Persone che fanno ricerca teorica e sperimentale si riuniscono presso la nostra struttura situata nel Parco Tecnologico Mediterraneo a Castelldefels. Lavorano in 80 laboratori di ricerca all'avanguardia con un'enfasi su argomenti di base e applicati relativi a medicina e biologia, tecniche di imaging avanzate, tecnologia dell'informazione, una gamma di sensori ambientali, laser sintonizzabili e ultraveloci, scienza quantistica, fotovoltaico e le proprietà e le applicazioni di nanomateriali come il grafene, tra gli altri.

Condividiamo quotidianamente molte informazioni private (dati personali, finanziari o sanitari) che potrebbero essere intercettate: i protocolli crittografici che attualmente li proteggono non funzionerebbero in futuro con computer più potenti.

Una soluzione potrebbe arrivare dalla fisica quantistica: grazie ad essa, è infatti possibile sviluppare protocolli crittografici in grado di resistere agli attacchi di qualsiasi computer (presente o futuro). Sono ancora molte le sfide tecnologiche per l’integrazione dei sistemi crittografici quantistici nella rete di telecomunicazioni: risolverle è l’obiettivo di CiViQ, un progetto della Quantum Flagship europea che l’ICFO coordina e a cui partecipano altri centri di ricerca, università e piccole e grandi aziende, tra cui Quside, compagnia spin-off dell’ICFO fondata nel 2017.

(Foto: uno dei laboratori dell’ICFO in cui vengono sviluppate le tecnologie per la crittografia quantistica)

Siamo abituati ad andare in spiaggia senza preoccuparci delle malattie, perché ci sono entità come l’Agenzia Catalana dell’Acqua (ACA) che monitorano l'acqua lungo le spiagge, garantendo la sicurezza dei bagnanti. Grazie alla fotonica sarà presto possibile effettuare analisi in situ in poche ore, riducendo sensibilmente i tempi di attesa per la rilevazione della presenza di microrganismi nocivi.

Per questo motivo, l'ACA ha concordato con l'ICFO di sviluppare questa tecnologia per monitorare lo stato delle spiagge catalane. Questa stessa tecnologia potrebbe essere applicata anche nel campo della sicurezza alimentare e in altri settori industriali.

L'ICFO incoraggia la società a far parte della comunità scientifica attraverso rigorosi esperimenti scientifici che richiedono la partecipazione dei cittadini, rendendo la società consapevole dell'importanza della scienza in modo attraente e consentendo a tutti di contribuire in modo significativo alla ricerca scientifica.

Negli ultimi anni, l'ICFO ha coordinato vari esperimenti di citizen science, come il BIG Bell Test, coinvolgendo più di 100.000 cittadini in una serie di esperimenti di fisica quantistica all'avanguardia condotti in 12 importanti laboratori in tutto il mondo. Ha inoltre organizzato NightUp Castelldefels, un esperimento pilota per verificare se possiamo utilizzare i sensori dei telefoni cellulari per raccogliere dati utili per studi sull'inquinamento luminoso.

(Foto: cittadini che partecipano a NightUp Castelldefels)

Non è facile prevedere quando una particolare tecnologia sarà a disposizione della società: ad esempio la fusione nucleare è da anni vicina a risolvere il problema della produzione di energia, ma ci sono sempre problemi tecnici imprevisti che ne ritardano l'implementazione. D'altra parte, alcune tecnologie ormai onnipresenti, come i laser, devono la loro origine alla curiosità verso alcune questioni fondamentali, come l'interazione tra fotoni e materia, senza una specifica applicazione in mente.

Come possiamo scegliere i campi di ricerca che ci porteranno i maggiori benefici?

Durante gli anni della Guerra Fredda, la maggior parte delle scoperte fatte nei paesi sovietici furono pubblicate in russo e quindi non erano facilmente accessibili a livello globale. È evidente che una comunicazione chiara ed efficace è al centro del progresso scientifico.

Oggi l'inglese è ampiamente utilizzato come lingua franca. Gli scienziati che non parlano bene l'inglese possono essere svantaggiati, perché è più difficile per loro esprimersi correttamente e diffondere le loro idee e risultati rispetto ai loro colleghi madrelingua inglese. Come possiamo garantire pari opportunità indipendentemente dalla lingua madre degli scienziati, pur mantenendo un linguaggio comune che consenta una comunicazione rapida ed efficace all'interno della comunità scientifica?

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.