Dall'Europa la rivoluzione dei supermicroscopi

Ispirata dal nuovo sincrotrone di Grenoble, Italia in prima fila

Enrica Battifoglia

Osservare gli organi umani come nessuno li ha mai visti, studiare i materiali per l'energia e i trasporti del futuro: è la rivoluzione iniziata quando nel centro europeo per la luce di sincrotrone di Grenoble, l'ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), si è acceso una sorta di super microscopio cento volte più potente di tutte le altre macchine simili finora esistenti e che adesso si stanno adeguando al nuovo modello. E' una rivoluzione che parla italiano, nata sotto la direzione del fisico Francesco Sette, grazie alla macchina progettata da Pantaleo Raimondi, anche lui fisico approdato a Grenoble dai Laboratori dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) di Frascati, e realizzata con il contributo di industrie e centri di ricerca del nostro Paese.

"L'Italia è fra i principali Paesi che contribuiscono all'ESRF, con Francia, Germania e Regno Unito", dice all'ANSA il direttore generale del centro di Grenoble, Francesco Sette. "Il nostro Paese è tra i fondatori dell'ESRF, possiede il 13,2% delle quote. Il Ministero dell'Universita' e la Ricerca partecipa al bilancio attraverso e partecipa con una quota di bilancio attraverso il Consiglio Nazionale delle Ricerche e l'INFN", rileva Elisa Molinari, dell'Istituto di Nanoscienze del Cnr (Cnrnano), docente dell'Università di Modena e Reggio Emilia, che guida la delegazione italiana al Cda di ESRF. Senza contare, aggiunge, che nella costruzione della nuova macchina sono state coinvolte anche imprese italiane, selezionate dopo bandi internazionali. "Ora la macchina è in via di duplicazione in altri 30 centri al mondo, con un 70% di commesse fatte in Europa, comprese industrie italiane. Essere stati i primi ed avere industrie che hanno partecipato - osserva Sette - offre una posizione di vantaggio".

La nuova macchina, che promette di essere la frontiera per i prossimi dieci anni, è il più potente acceleratore di particelle mai realizzato per ottenere luce di sincrotrone nei raggi X, ossia un'emissione di luce con lunghezza d'onda molto corta che permette di "vedere" la materia a risoluzione atomica. Attiva da settembre, prosegue, "ha già prodotto risultati incredibili, con immagini 3D ottenute con uno zoom da volumi di decine di centimetri a dimensioni inferiori a un centesimo del diametro di un capello". Sono cominciati nuovi studi sugli organi umani, come il cervello e il modo in cui in esso si organizzano i neuroni: "per la prima volta - osserva Sette - è possibile dare immagini di questa complessità". Tanto che la prima immagine dei polmoni danneggiati dalla Covid-19 è stata premiata dalla fondazione di Mark Zuckerberg e Priscilla Chan. Si studiano le batterie a livello atomjco per limitarne l'invecchiamento e si guarda ai materiali per l'energia del futuro, per lo stoccaggio dell'idrogeno, per aerei e treni più efficienti e per le città del futuro, accanto alla possibilità di analizzare in modo non distruttivo oggetti unici, come reperti artistici o fossili.

Come il CERN per la fisica delle particelle o l'Agenzia Spaziale Europa (ESA) per lo spazio, la nuova macchina dell'ESRF è una grande impresa scientifica internazionale, vantaggiosa anche per i Paesi che hanno già strutture per la luce di sincrotrone, come Elettra in Italia. Questo perché, spiega Molinari, "lavorare a energie come quelle utilizzate all'ESRF implica costi superiori a quelli che un singolo Paese può affrontare" e in più "si porta a casa la capacità di interagire con le tecnologie di frontiera".


Pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali di ricerche condotte presso l'ESRF dal 1994 al 25 novembre 2020 (fonte: Francesco Sette/ESRF)

Per il futuro "la sfida è governare la grande quantità dati prodotta dall'ESRF", osserva Molinari, e si stanno già "mobilitando progetti a livello internazionale", in "un terreno su cui l'Italia può dire molto". Per essere protagonisti "bisogna avere una scienza forte anche in casa" e per Molinari "per mantenerci al passo servono più fondi per i laboratori e più studenti di dottorato che partecipino a queste grandi imprese internazionali. Solo così riusciamo a guidare progetti di ricerca di qualità in grado di competere: nascono da un background di studi che non si improvvisa e a loro volta fanno crescere le nostre capacità per il futuro".

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