Lavoro per un'azienda che progetta e costruisce laser: ne facciamo di piccoli, come i puntatori che puoi acquistare nel negozio di quartiere, o laser industriali che possono tagliare con precisione tutti i tipi di materiale o anche saldare metalli. Mi piace molto il mio lavoro perché i nostri prodotti possono soddisfare le richieste molto diverse dei nostri clienti: ce ne sono alcuni che hanno bisogno di estrema precisione per poter realizzare i microcircuiti che si trovano all'interno dei nostri smartphone e tablet, e altri che richiedono un'elevata potenza per saldare i pezzi di un'auto o fare incisioni in modo preciso e riproducibile nei pistoni di motori aeronautici per aumentarne l'efficienza.

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!

Quando studiavo all'Accademia di Belle Arti, non avrei mai pensato di puntare un laser su un'immagine di Leonardo da Vinci come sto facendo in questo momento! Non preoccuparti, non voglio danneggiarlo: il laser mi permette di pulirlo e di riportarlo allo splendore originale.

I laser e le tecniche di analisi fotonica sono strumenti molto utili per i restauratori di opere d'arte come me: ci permettono di analizzare diversi aspetti delle opere d'arte (come i pigmenti, o il processo seguito dall'artista) senza mettere a repentaglio l'integrità dei pezzi. Il mio lavoro mescola arte e scienza: sono sicuro che lo stesso Leonardo lo adorerebbe!

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)

Per catturare immagini di alcune cose molto veloci (come un proiettile che passa attraverso una mela) è essenziale illuminarle con un impulso di luce veloce quanto la scena che vogliamo catturare. Pertanto, per osservare il comportamento degli elettroni in alcune reazioni chimiche, è necessario inviare impulsi luminosi estremamente veloci.

Così veloce che un secondo dovrebbe essere diviso per il numero di secondi che sono trascorsi dall'inizio dell'universo per ottenere la sua durata (pochi attosecondi).

In uno dei laboratori dell’ICFO, stanno lavorando alla generazione di questi impulsi per studiare fenomeni che possono aiutare a migliorare la sintesi di sostanze chimiche o le prestazioni di combustibili o computer.

(Foto: uno dei laser dell’ICFO in grado di generare impulsi ultraveloci)

Per espandere i limiti della conoscenza nel campo della nanotecnologia come avviene all'ICFO, sono necessari strumenti eccezionali, che consentano agli scienziati, ad esempio, di far evaporare i metalli o fare incisioni minuscole con fasci di elettroni.

Con questi strumenti, le persone che fanno ricerca all'ICFO fabbricano campioni e dispositivi che, grazie alla loro struttura nanometrica, consentono loro di osservare nuovi fenomeni o di ottenere prodotti innovativi. Per fare questo, hanno bisogno di uno spazio estremamente pulito, poiché un singolo granello di polvere potrebbe rovinare la loro ricerca. Ecco perché c'è una camera bianca (cleanroom) all'ICFO, dove diversi gruppi scientifici possono lavorare insieme per comprendere meglio il nanomondo.

(Foto: persona che osserva un campione all'interno della camera bianca dell'ICFO)

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?

All'ICFO si lavora a stretto contatto tra persone di gruppi diversi e spesso con colleghi e colleghe di altri istituti in tutto il mondo e di altre discipline. Molti progressi scientifici sono il risultato del lavoro di squadra.

Tuttavia, si leggono spesso storie di personaggi quasi eroici che hanno cambiato il campo scientifico in cui hanno lavorato apparentemente da soli. Anche i premi scientifici più prestigiosi, i Nobel, vengono assegnati a un massimo di 3 persone, che spesso non hanno nemmeno lavorato insieme, anche se dietro a tante idee rivoluzionarie c'è un team di ricercatori. Dovremmo valorizzare di più il ruolo del lavoro di squadra nella scienza e riconoscere più esplicitamente che i risultati spesso derivano da uno sforzo collettivo?

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.