Lavoro nel reparto dedicato al controllo qualità di un'azienda alimentare. La fotonica è uno strumento ideale per il nostro lavoro, perché ci permette di fare le nostre analisi in modo non invasivo, senza danneggiare i prodotti. Utilizziamo sistemi fotonici per processi molto diversi, dal controllo della forma e del colore di frutta e verdura, alla misurazione della quantità di ossigeno all'interno delle confezioni per assicurarci che il cibo all'interno non vada a male prima del tempo. Alcuni dei nostri fornitori utilizzano anche la luce per monitorare le colture e ottimizzare i raccolti.

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!

Vivendo in un paesino di montagna con pochi negozi, di solito compro tutto ciò di cui ho bisogno online. Tuttavia, ci sono molte persone in paese, compresa mia nonna, che preferiscono passare più di un'ora in macchina fino alla città più vicina piuttosto che lasciare i propri dati su Internet, perché hanno paura degli attacchi informatici.

Sebbene questo sia un grave pericolo, non sono preoccupata, perché ho letto che ci sono anche molte persone che stanno studiando nuovi modi per migliorare la sicurezza delle nostre comunicazioni, e sembra che le tecniche più promettenti abbiano a che fare con le proprietà esotiche della fisica quantistica!

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.

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.

Le nuove tecnologie quantistiche emergenti promettono di rivoluzionare il mondo dell'informazione e delle comunicazioni: per sfruttare al meglio questo potenziale, l'Unione Europea sta progettando di costruire un'infrastruttura per le comunicazioni quantistiche, che collegherebbe dispositivi quantistici, diventando un Internet quantistico. Questa infrastruttura sfrutterà l'attuale rete in fibra ottica per i collegamenti a breve e media distanza e si combinerà con i satelliti per coprire le distanze più lunghe. Pertanto, grazie alla fisica quantistica, saranno protetti i dati più sensibili come quelli personali, finanziari, governativi, relativi alla rete elettrica, il controllo aereo o il sistema sanitario.

(Foto: nuvole di atomi freddi all'interno di uno dei laboratori ICFO)

Siamo abituati a film o piattaforme musicali che ci suggeriscono cosa guardare o ascoltare in accordo con le nostre preferenze. Questo è possibile perché gli algoritmi possono imparare, se diamo loro una serie di esempi iniziali: è una branca dell'intelligenza artificiale chiamata machine learning.

Oltre a migliorare i servizi tecnologici, il machine learning è anche molto utile per chi cerca di risolvere problemi scientifici complessi. All’ICFO, utilizziamo l'intelligenza artificiale per trovare nuove strategie per risolvere complessi problemi di fisica quantistica, prevedere il movimento di singole particelle (molto importante per la biologia) o aumentare la velocità di calcolo (ottimizzazione) per alcuni algoritmi complessi che si applicano a significative attività quotidiane i problemi.

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?

Le conferenze sono l'occasione perfetta per gli scienziati per condividere il loro lavoro con colleghi in tutto il mondo, scambiare idee e stabilire nuove collaborazioni.

Negli ultimi anni, l'emergenza climatica ha iniziato ad aprire il dibattito sull'opportunità di ridurre i viaggi a favore di eventi virtuali, che non consentono di socializzare e legare in modo naturale come in una conferenza in persona.

La pandemia del 2020 ha accelerato questo dibattito: le riunioni scientifiche dovrebbero essere in persona o virtuali?

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.