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!

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.

Qualche giorno fa, ho visto mia figlia di due anni che cercava (senza successo) di far scorrere la pagina di un giornale con il dito. Per una persona come lei, nata in un mondo dove ci sono schermi tattili ovunque, anche sul frigo, è naturale pensare di poter interagire con qualsiasi superficie o parola scritta. Ciò non sarebbe possibile se negli ultimi anni gli schermi tattili non fossero migliorati così tanto, guadagnando in definizione e funzionalità. Chi avrebbe potuto immaginare di poter interagire in modo così intuitivo con una macchina qualche decennio fa?

Per un esame del sangue, di solito dobbiamo andare in un ambulatorio dove riempiono diverse provette con il nostro sangue e dobbiamo aspettare alcuni giorni per i risultati. Grazie all'efficace interazione tra fotoni e nanoparticelle d'oro, possiamo ridurre un laboratorio di analisi del sangue a un chip di pochi centimetri che ci permette di ottenere i risultati in soli 10 minuti da una singola goccia di sangue.

Questa tecnologia sviluppata da Droplite (una società spin-off dell’ICFO nata nel 2018) si sta attualmente validando per rilevare ormoni legati al ciclo riproduttivo, allergie, anticorpi per alcune malattie veterinarie o umane (come la malaria e la COVID-19), ma ha molte altre potenziali applicazioni.

(Foto: prototipo di Droplite)

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.)

La fisica quantistica descrive il mondo alla scala atomica e molecolare: negli ultimi anni, la comunità scientifica ha imparato a sfruttare fenomeni che si manifestano in scala microscopica per creare nuove tecnologie.

Ci si aspetta che le tecnologie quantistiche migliorino il modo in cui vengono studiati alcuni sistemi fisici, la sicurezza delle nostre comunicazioni, la velocità di calcolo dei computer e la sensibilità dei sensori.

Con più della metà dei suoi gruppi che lavorano in questi campi, l’ICFO unisce i suoi sforzi ad altri centri di ricerca e aziende che sono attivamente coinvolti in reti locali (QuantumCAT) ed internazionali (European Quantum Flagship) che mirano ad accelerare l'arrivo di queste tecnologie alla società.

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)

La tecnologia e la scienza hanno sempre fatto parte della nostra vita e tale influenza cresce nel tempo. È positivo tutto ciò? C'è una parte della popolazione che non si fida dei risultati scientifici e rifiuta i progressi tecnologici: cosa ne pensi della loro posizione?

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 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.