Italia, 20 anni di eccellenza scientifica con l'Institut Laue-Langevin



In due decenni di collaborazione state affrontate sfide scientifiche in molteplici aree, dalla sanità all'informatica.

L'ILL è stato fondato 50 anni fa, nel 1967, con l'obiettivo di creare una intensa sorgente continua di neutroni esclusivamente dedicata alla ricerca in ambito civile. Da allora l'ILL ha assunto una dimensione realmente internazionale, grazie ad accordi di partenariato scientifico con diversi Paesi europei in aggiunta ai propri Membri Associati: Francia, Germania e Regno Unito. Il 1997 è stato un anno fondamentale per l'Italia, con il suo ingresso in questa partnership internazionale.

Circa il 6% di tutti i visitatori scientifici dell'ILL e il 24% di quelli provenienti dai Paesi partner scientifici del centro di ricerca sono italiani. Alcune delle più interessanti ricerche svolte di recente presso l'ILL sono state promosse da utenti italiani. La scoperta che l'effetto ‘tunnel quantistico’ (che permette a una particella di ‘attraversare’ una barriera) nel grafene consente la nascita delle stelle nello spazio è stata realizzata dall'Università di Parma.

Il lavoro svolto con la stessa Università di Parma ha reso più vicina l'applicazione dei magneti molecolari all'informatica quantistica, un campo relativamente inesplorato, eppure di importanza essenziale per le tecnologie del futuro.

L’ILL consente agli scienziati italiani di essere in prima linea nelle aree scientifiche prioritarie a livello europeo: il prossimo anno la Commissione Europea prevede per esempio di dedicare risorse pari a 1 miliardo di euro alle iniziative di ricerca nelle tecnologie quantistiche.

Nel contesto globale, una popolazione in via di invecchiamento rende la cura delle malattie croniche una sfida scientifica sempre più rilevante. In quest'area l'ILL ha sostenuto l'Università di Milano nel suo contributo alla lotta contro malattie quali il Parkinson e l'Alzheimer, mappando i meccanismi che si trovano alla base di queste patologie per contribuire allo sviluppo di nuovi farmaci. Molti altri risultati sono stati raggiunti nel corso degli anni proprio grazie a questa collaborazione transalpina di tipo multidisciplinare.

L'Italia è stata di fatto una delle prime nazioni a sfruttare i neutroni a fini spettroscopici. Non potendo utilizzare proprie fonti nucleari fin dagli anni Sessanta, gli italiani hanno potuto utilizzare le strutture e le competenze dell'ILL per mantenere la propria rilevanza sulla scena globale della ricerca scientifica ottenendo risultati in aree come lo studio dell'Alzheimer, la crioconservazione e lo studio della vita in condizioni estreme. Gli ultimi 18 anni di pubblicazioni scientifiche dell'ILL ne sono la riprova: l'8% di tutte le pubblicazioni scientifiche che si sono avvalse di dati ricavati presso l'ILL hanno coinvolto scienziati italiani.

Logo ILL - Institut Laue-Langevin di GrenobleI neutroni sono una sonda non distruttiva e sono in grado di penetrare in profondità all'interno della materia, pertanto costituiscono una eccellente sonda per la maggior parte dei materiali, compresi i campioni biologici. I neutroni possiedono inoltre un momento di dipolo magnetico grazie al quale possono rivelare informazioni precise sul comportamento magnetico dei materiali a livello atomico. Sfruttati per queste proprietà, i neutroni permettono agli scienziati di osservare gli atomi su scale temporali che possono arrivare al picosecondo (un millesimo di miliardesimo di secondo), ottenendo informazioni in tempo reale sulla posizione degli atomi e sulle leggi della dinamica a cui soggiacciono.

La fornitura di neutroni da parte dell'ILL si è rivelata dunque essenziale per gli utenti italiani, sia per quelli appartenenti al mondo dell'università e della ricerca, sia per quelli appartenenti a realtà industriali come ad esempio Chimet S.p.A. Quest’azienda, basata ad Arezzo, ha infatti svolto numerosi esperimenti con i neutroni per migliorare i propri processi e prodotti industriali, in particolare per quanto concerne i catalizzatori per i metalli preziosi. Un'altra collaborazione di rilievo è quella avviata nel 2011 con CAEN S.p.A. per lo sviluppo e l'ottimizzazione di sistemi elettronici e per l’acquisizione digitale dei dati.

“La ricerca condotta dagli utenti italiani presso l'ILL negli ultimi 20 anni è stata essenziale per risolvere alcune delle principali sfide che la società moderna si trova ad affrontare. Sono certo che in Italia la scienza continuerà a trarre vantaggi dai servizi forniti dall'ILL, continuando a promuovere studi in una vasta gamma di discipline per produrre innovazione in numerosi campi applicativi come sanità, materiali e informatica del futuro”, ha dichiarato il Professor Helmut Schober, Direttore dell'ILL.

"In qualità di Paese membro dell'ILL da due decenni, siamo orgogliosi del contributo fornito dall'Italia a una joint venture europea così particolare nel campo della scienza dei neutroni. L'ILL non ha solo fornito agli scienziati italiani un'organizzazione di ricerca di altissimo livello, ma anche una comunità inclusiva con la quale abbiamo imparato, condiviso e siamo cresciuti nel corso di numerosi programmi tecnici e scientifici", ha commentato il Professor Fabio Bruni, Presidente della Società Italiana di Spettroscopia Neutronica (SISN).

Nell'ambito del proprio mandato di ‘istituto di servizio’, l'ILL opera costantemente per risolvere le esigenze dei propri utilizzatori sviluppando e creando strumentazione avanzata. La comunità italiana ha contribuito in modo significativo a questo processo di modernizzazione, arrivando a realizzare due spettrometri – BRISP e IN13 – che hanno permesso di produrre rilevanti innovazioni nei settori delle scienze biologiche e dei materiali. Aiutando a sviluppare questa strumentazione, l'ILL ha permesso ai Paesi che ne sono partner scientifici di offrire alle rispettive comunità gli strumenti necessari per mantenere la propria competitività a livello mondiale.

Due dei 16 strumenti selezionati per entrare a far parte della suite della European Spallation Source sono stati infatti presentati o co-proposti da ricercatori italiani, a dimostrazione di come le competenze italiane nel campo dei neutroni - largamente alimentate dal rapporto ventennale con l'ILL e dalle relative occasioni di formazione - giochino un ruolo chiave nella costruzione della futura sorgente europea di neutroni.

Il contributo dell’ILL al futuro della scienza in Italia e in Europa non è limitato solo alla strumentazione, ma anche al personale specializzato: 25 dottorandi di ricerca italiani sono stati assunti dall’ILL dall'inizio di questo secolo e più di 300 studenti italiani hanno frequentato le Giornate Didattiche organizzate dalla SISN fin dalla loro prima edizione del 2009. Questa iniziativa fornisce un'introduzione in lingua italiana alle tecniche relative ai neutroni e alle relative applicazioni nella fisica, nella chimica, nella biologia e nelle scienze della terra. La sessione iniziale, di natura teorica, si tiene in Italia e fornisce agli studenti le basi fondamentali della spettroscopia neutronica e i principi di base dell'analisi dei dati. La seconda sessione, di tipo sperimentale, permette agli studenti di partecipare alla misurazione effettiva di scattering di neutroni nel corso di due giornate presso l'ILL, con la costruzione di competenze di grande interesse sia per il settore accademico che per quello industriale.

In collaborazione con la SISN, il 5 ottobre 2017 l'ILL organizza una speciale conferenza a Trieste presso il Campus Miramare della SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati), nel contesto di FisMat, la Conferenza Italiana sulla Fisica della Materia. Nel corso dell’evento vengono presentati alcuni dei maggiori successi scaturiti dalla collaborazione dell'Italia con l'ILL per festeggiare questo importante anniversario.



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