C’è un tarquiniese che sta cercando di riscrivere le fondamenta stesse della tecnologia che usiamo ogni giorno. Federico Mazzola, professore associato di Fisica all’Università di Padova, ha appena vinto un finanziamento da oltre 1,65 milioni di euro per un progetto che potrebbe rivoluzionare il modo in cui produciamo e utilizziamo l’energia magnetica. Un traguardo che si aggiunge ad altre soddisfazioni di una carriera brillante, costruita attraverso laboratori di mezzo Europa, per il quale la redazione de lextra.news ha scelto di celebrarlo con il titolo di Personaggio dell’Anno”.
“La notizia recente è che praticamente ho vinto questo fondo da oltre milione e 650.000 euro con l’Università di Padova, condiviso in termini scientifici con il sincrotrone italiano Elettra”, racconta Federico con l’entusiasmo contenuto di chi sa di avere tra le mani qualcosa di importante. “Il progetto si chiama Matild.”
La sfida di materiali che possano sopperire materiali difficilmente reperibili e dai quali siamo sempre più dipendenti
Per capire l’ambizione di questo progetto, bisogna partire da una constatazione semplice quanto cruciale. “Tutta la nostra tecnologia di oggi, dalla RAM ai telefoni alle memorie, è basata su fenomeni che riguardano il magnetismo”, spiega il fisico. Una dipendenza quasi totale che si porta dietro un problema geopolitico ed ambientale di proporzioni enormi.
“Il problema è che per quel tipo di tecnologie oggi si usano materiali difficilmente reperibili, che come si sa vengono utilizzate ad esempio anche per i motori delle macchine elettriche. A livello di sostenibilità e anche di capitalizzazione sono quasi tutte in mani non europee. C’è un grosso monopolio, oltre a un’estrazione molto pesante che mina la sostenibilità del nostro sistema economico e l’ambiente.”
La domanda che ha guidato il progetto Matild è tanto semplice quanto rivoluzionaria: si possono utilizzare materiali più sostenibili per ottenere gli stessi effetti fisici? “La domanda ha una base scientifica e trova fondamenti nella fisica quantistica. Ho iniziato prima a capire questi fenomeni e poi a controllarli, e come me tanti hanno cominciato a fare esperimenti.”
La corrente di spin: possibile energia senza dissipazione
L’ambizione del progetto non si ferma alla sostituzione di materiali rari. Federico punta a qualcosa di più profondo: cambiare il paradigma stesso con cui produciamo e trasmettiamo l’energia. “L’idea è trovare un sistema e dei materiali con cui, per produrre corrente, non serva generare il movimento degli elettroni, lavorando sulla corrente di spin”, spiega. È qui che la fisica quantistica diventa magia tecnologica. “Se si generasse corrente senza mettere gli elettroni in moto, si ridurrebbe enormemente la dissipazione. Oltretutto, il vantaggio rispetto al superconduttore è che per questo io non ho bisogno necessariamente di basse temperature: in principio lo posso fare a temperatura ambiente.”
Un risultato del genere – se realizzato – rappresenterebbe una rivoluzione. E infatti Federico è cauto: “Chiaramente vorrei spingermi un po’ oltre non solo nell’andare a sopperire a questa cosa, ma nel renderli integrabili con le nostre attuali tecnologie e, magari, allungare il ciclo di vita dei prodotti. Noi non ci pensiamo, ma anche solo produrre strumenti tecnologici, con tutta la necessità di materiali da estrarre, comporta un forte impatto ambientale.”
La strada dall’anno scorso
Il progetto Matild non è nato dal nulla. “Questo progetto si lega a quello di cui avevamo parlato l’anno scorso. Quello è stato un po’ il precursore che mi ha fatto sviluppare una tecnica per poter andare a vedere determinati tipi di materiali. Era proprio una scoperta a livello di fisica fondamentale”, racconta Federico, riferendosi alla sua ricerca sulle correnti chirali pubblicata su Nature nell’ottobre 2024.
“Abbiamo sviluppato una tecnica che mi consente di andare a studiare aspetti importanti di questi fenomeni. Era un progetto un po’ più su un altro tipo di fenomeno di chiralità ed è stato un po’ trampolino di lancio per cercare di capire almeno la tecnologia, un tipo di meccanismo per andare a vedere questi tipi di fenomeni, per andare a studiarne le proprietà quantistiche.”
Un laboratorio tutto italiano
Il finanziamento di Matild non rappresenta solo una vittoria scientifica, ma anche un’opportunità per costruire competenze in Italia. “L’idea con questo progetto è quella che tanto questo pone le basi e consente di costruire un laboratorio mio con il mio gruppo di ricerca, con più persone a Padova e ad Elettra. Poi pian piano, mettendo da parte un soldo qua, un soldo di là, magari si costruisce un centro proprio dedicato per questa cosa col tempo.”
È un sogno ambizioso per un percorso che ha portato Mazzola in giro per l’Europa. “Ho fatto il dottorato all’estero in Danimarca, poi in Norvegia, poi mi sono trasferito in Scozia a St Andrews dove ho fatto quattro anni e mezzo. Sono andato a Trieste come postdottorato, poi sono andato a fare il ricercatore a Ca’ Foscari a Venezia. Poi ho vinto la posizione da primo ricercatore nel CNR a Napoli.”
La carriera stava per prendere un’altra direzione. “Ero pronto per andarmene in Francia e nel frattempo ho vinto la posizione da professore associato a Padova e poco tempo dopo mi è arrivata pure la notizia dal ministero della vittoria del fondo.”
Le aspettative: porre le basi
Nonostante l’entusiasmo, Federico mantiene i piedi per terra sulle tempistiche e gli obiettivi. “Umanamente mi aspetto che in qualche maniera si possano mettere le basi per sviluppare una tecnologia attualmente non disponibile in Europa che ci consenta di identificare dei fenomeni quantistici tramite i quali poi dopo uno riuscirà a cercare di cambiare la tecnologia. Non so se la cambierò io, se la cambierà qualcuno, quantomeno però porre le basi per poter andare a capirla, anche strumentistiche.”
Il percorso è lungo e incerto. “In genere uno deve prima capire i fenomeni, poi provare a manipolarli e poi renderli commerciali. Qua stiamo molto indietro: il primo tassello non è neanche raggiunto. Io quantomeno spero di mettere le basi col primo tassello, quello di riuscire a capire questi fenomeni. Poi magari li capisco, oppure prendo una cantonata e qualcuno dice ‘no, li hai capiti male’ – ben venga. Qualunque cosa possa in qualche maniera incrementare la nostra conoscenza di base su queste cose sarebbe un successo.”
Una ricerca in espansione
La frontiera è così avanzata che i compagni di strada sono pochi. “Su questo preciso fronte non ci sono molti altri al lavoro, ed è anche male nel senso che se avessi un confronto in qualche maniera sarebbe utile”, ammette Mazzola. “A livello teorico ci sono persone che lavorano in questo settore, ad esempio a Salerno, molto molto in gamba. A livello un po’ più tecnologico ci sono colleghi a Zurigo molto molto bravi che lavorano su queste cose. Ci sono anche alcuni gruppi che si focalizzano su fenomeni diversi ma che possono arrivare a risultati analoghi o complementari”. In Europa, non molte persone lavorano su questi aspetti, e talvolta la solitudine della ricerca di frontiera è il prezzo da pagare per chi cerca di costruire un futuro differente. Ma per un tarquiniese che ha fatto del mondo il suo laboratorio, è solo un’altra sfida da affrontare.
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