Fotonica quantistica per le masse

Carlo Silva spesso deve spiegare cosa fa.

È un fisico specializzato nei materiali utilizzati nel… fotonica quantistica. Cosa sono quelli? Silva deve fare un passo indietro e definire la fotonica semplice: luce utilizzata per una funzione particolare, come i laser nelle stampanti o le celle solari nelle luci del giardino. Abbastanza chiaro? Ebbene, la fotonica quantistica è a un livello completamente diverso. Bisogna conoscere un po’ la meccanica quantistica per capirla e, francamente, qualsiasi cosa quantistica è un po’ oltre la comprensione del grande pubblico.

Silva spera di cambiare la situazione, facendo conoscere alla gente la ricerca fondamentale che svolge all’Università di Montréal. È stato appena nominato Canada Excellence Research Chair (CERC) in fotonica quantistica, una posizione che gli fornisce un milione di dollari in sovvenzioni federali all’anno per otto anni e offre a Silva una piattaforma pubblica per dimostrare quanto sia importante per la società avere scienziati come lui producono nuova conoscenza.

“È una sfida nella mia professione: comunicare in modo significativo al grande pubblico è sempre una sfida”, ammette Silva, che a luglio ha assunto la direzione dell’UdeM Istituto Courtoische è stato creato nel 2021 per condurre ricerca di base “all’intersezione tra nuovi materiali, fisica quantistica e intelligenza artificiale” e che vede protagonisti ricercatori stellari come Yoshua Bengio e Gilles Brassard e ora lo stesso Silva.

“Parte del problema è cercare di spiegare come viene finanziata la ricerca universitaria, e l’altra è mostrare quanto sia valido e prezioso un risultato come il nostro”, afferma Silva. “La mia missione non è produrre una particolare applicazione o dispositivo, qualcosa che il grande pubblico acquisterà tra sette anni e utilizzerà nella vita quotidiana. Si tratta semplicemente di produrre nuova conoscenza che farà avanzare la scienza e, si spera, porterà a rivoluzioni concettuali che potrebbero alla fine produrre nuove tecnologie”.

“Le rivoluzioni sono più redditizie”

Dopotutto, come sottolinea Silva, nella scienza “le rivoluzioni sono più redditizie dei semplici miglioramenti incrementali”. Prendiamo la nascita della meccanica quantistica e della relatività generale un secolo fa. “Nessuno all’epoca pensava ai computer, alle telecomunicazioni e alla navigazione GPS”, afferma Silva, “ma tutti questi provenivano dalla fisica a un livello fondamentale. E quindi è vero: le nuove conoscenze possono essere trasformative e di grande beneficio per tutti. È ciò che fa una società creativa.

Nel suo duplice ruolo di beneficiario del CERC e capo dell’Institut Courtois, Silva intende impegnarsi in ricerche di interesse pubblico e anche trasformare la sua organizzazione di ricerca in una calamita di livello mondiale per i futuri talenti.

“La mia cattedra di ricerca è finanziata dal governo canadese e a sua volta finanziata dai contribuenti e devo produrre qualcosa che vada a beneficio del Canada”, afferma Silva.

“L’Istituto, invece, è finanziato da una cospicua donazione privata [$159 million from the Fondation Courtois, chaired by Quebec businessman Jacques Courtois] con l’obiettivo molto specifico di cercare di promuovere qui a Montreal una cultura della creatività del tipo che si trova nei punti caldi delle nuove tecnologie come la Silicon Valley e l’area di Boston”.

La missione dell’Istituto, aggiunge “non è quella di produrre incubatori per 10 nuove imprese start-up. Piuttosto, l’obiettivo è sviluppare attività di livello mondiale nella scienza fondamentale che portino alla creatività e che alla fine porteranno qui un premio Nobel. È come quello che i Bell Labs hanno creato negli anni ’60 e ’70: sviluppare la scienza fondamentale che porta a grandi scoperte”.

Materiali “fatti dall’uomo”

Con la ricerca da svolgere presso i laboratori dell’Institut Courtois presso il nuovo Complesso delle Scienze dell’UdeM nel Campus MIL, il CERC di Silva si occupa delle “interazioni luce-materia nei materiali fotonici”, che spiega “sono realizzati dall’uomo: materiali sintetici che vanno dall’organico al ibrido da organico-inorganico a inorganico, prodotto da chimici e ingegneri.

Nato e cresciuto a Città del Messico e Venezuela, Silva nasce dal suo interesse per la scienza in modo naturale, alimentato fin da giovane prima dalla sua famiglia, poi da insegnanti e mentori. Negli anni ’90 Silva si trasferì negli Stati Uniti con una borsa di studio della Istituto Internazionale Eformazione, ottenendo una laurea, doppia specializzazione in chimica e fisica, presso il Luther College in Iowa e poi un dottorato in fisica chimica presso l’Università del Minnesota.

Nel 2001 si è trasferito in Inghilterra come ricercatore post-dottorato presso il famoso Laboratorio Cavendish dell’Università di Cambridge sotto la guida del Professore Sir Richard Amico, e nel 2001 divenne ricercatore avanzato del Consiglio di ricerca di ingegneria e scienze fisiche del Regno Unito. Nel 2005, il Canada fece cenno: Silva prese un posto presso l’UdeM come presidente di ricerca canadese e assistente professore di fisica. Nel decennio successivo “ho fatto carriera”, ricorda, diventando professore ordinario nel 2015. Ma ancora una volta gli Stati Uniti mi hanno chiamato “e nel 2017 sono partito per il Georgia Tech”, il Georgia Institute of Technology.

Ora è tornato all’UdeM, grazie alla doppia opportunità che il CERC e l’incarico all’Institut Courtois gli offrono “di crescere in un modo senza precedenti”, sia a livello professionale che personale. “Montreal è in realtà il luogo in cui vivo ininterrottamente da più tempo”, afferma Silva, doppia cittadinanza messicano-canadese.

Reclutamento per sei sedie

All’Institut Courtois, intende ora “andare a reclutare persone che cambieranno le regole del gioco per noi”, giovani scienziati che sono già importanti nei loro campi. “Abbiamo la capacità di reclutare persone di altissimo livello e provare a creare un ambiente di ricerca che costituirà una piattaforma per una maggiore creatività, una maggiore eccellenza e così via”. L’Istituto assegnerà sei cattedre; ne occupa uno, come direttore; due erano annunciato a fine settembre (William Witczak-Krempa in fisica, Michael Dollé in chimica); e tre arriveranno “nei prossimi anni”.

Nel tempo libero, Silva viaggia avanti e indietro per il Messico, va a cavallo (crescendo, ha gareggiato a livello nazionale in sport equestri), coltiva l’ossessione di suo figlio per i laser e quella di sua figlia per la letteratura e il teatro, armeggia in casa (“Sono manuale, molto sperimentale”), e si dedica al suo hobby più grande, la cucina, soprattutto cinese e messicana.

“A volte è bene disconnettersi dal proprio lavoro – dai laser, dalle questioni relative al personale dell’Istituto, dalle proposte di sovvenzione – e applicare la mente alle cose di tutti i giorni, e cucinare è un buon modo per farlo”, spiega.

“Con sufficiente pratica si può essere bravi e creativi. Si tratta sempre di questo: come posso trasformare quello che sto facendo in qualcosa di nuovo?”

Fonte: Università di Montreal