Nicola Poccia, fondatore del laboratorio chiamato Superpuddles Lab e guida del gruppo di ricerca al Leibniz Institute for Solid State and Materials Research, ci fa compiere un viaggio nella cultura scientifica tra correlazioni di «pozzanghere» e superconduttori ad alta temperatura…
Chiara Bertini: Che cosa è cultura per te? Da scienziato trovi interessante il dialogo tra arte e scienza?
Nicola Poccia: Per poter sviluppare sinergie tra l´arte e la scienza aiuterebbe sicuramente se si riconoscesse che la scienza e l´arte sono entrambe manifestazioni della nostra cultura. Tuttavia, questo spesso non avviene, quanto meno non abbastanza in Italia quando si parla di scienza. A tal proposito, mi è successo recentemente di leggere un documento ufficiale del governo italiano nel quale la parola cultura era virgolettata quando vicina alla parola scienza.Ho letto quindi proprio cosi´: «cultura» scientifica.
Questo apparente dettaglio mi è rimasto impresso. Innanzitutto, le virgolette intendono sottolineare evidentemente il fatto che la cultura sia un’altra cosa rispetto alla scienza. Per esempio, conoscere la storia di Roma, la letteratura o la storia dell’arte è cultura, ma conoscere qualcosa riguardo la materia, l’elettronica o gli atomi non lo è. La cosa sembrerebbe un dettaglio a prima vista. Tuttavia, le implicazioni di questo assunto hanno diramazioni profonde. Con la parola cultura che non si può legittimamente associare alla parola scienza, allora ne è evidente conseguenza che gli scienziati non possano mai legittimamente essere considerati parte della comunità intellettuale. Non potendo far parte dell’espressione culturale di una comunità, gli scienziati non possono essere parte attiva della società in cui vivono ed in ultima analisi esprimere un’opinione politica credibile.
Nell’ultimo anno però in Italia gli scienziati sono stati, potremmo dire, i protagonisti della scena. Che ne pensi?
La pervasiva presenza di scienziati (virologi, immunologi, epidiemologi) nei mezzi di comunicazione tradizionale in Italia, tuttavia, è stato un fatto inedito. Secondo alcuni dovrebbe esser un motivo sufficiente di speranza in un cambio del modo di percepire il ruolo della scienza nella nostra società. In realtà, io rimango ancora pessimista. Sicuramente c’è stato un utilizzo delle credenziali degli scienziati, adescati con la promessa di una improvvisa popolarità e per giunta in una fase emergenziale, per distribuire con le loro parole surrogati giornalieri di ansiolitici. Quando però l´ansia della popolazione riguardo alla pandemia è diminuita, guarda caso anche la tolleranza per gli scienziati in televisione è andata diminuendo. Questa scorpacciata di interviste a scienziati su argomenti dei quali non c’è stato e non c’è ancora completo consenso scientifico, come appunto la lotta al covid e le sue conseguenze, è causa di riflessione per me. Penso che non abbia fatto accettare alla stragande parte della popolazione che la scienza sia essa stessa una forma della nostra cultura. Al contrario, il risultato che penso si sia ottenuto è stato la conferma ulteriore presso l’opinione pubblica che spesso la conoscenza scientifica rimanga la migliore tecnica a nostra disposizione per risolvere problemi. Sempre però di un’umile forma di tecnica stiamo parlando, che nulla ha a che vedere con il nostro sentire e di certo non definisce chi siamo o cosa potremo essere. Saremo tutti d’accordo credo nel dire che di certo gli eventi passati non ci abbiano aiutato a capire che conoscere cosa sia un virus possa anche insegnarci qualcosa riguardo alla nostra umanità. Non importa quanto gli scienziati cerchino in televisione di dimostrare che la scienza e fare scienza siano cose bellissime; la percezione che sia una tecnica e come tale incapace di descrivere ed intercettare i bisogni più elevati dell’umanità rimane.
Per il tuo lavoro hai viaggiato molto e attualmente la tua base è la Germania. Ravvedi delle differenze con l’Italia? Di che cosa ti stai occupando lì?
In Germania una scienziata ha guidato il paese per anni, facendo sì che le bambine ora sognino di diventare cancelliere. Non a caso, scienza e cultura in Germania sono spesso considerate in modo interscambiabile come parole. In Italia abbiamo purtroppo ancora molto da fare a riguardo della condizione lavorativa delle donne, e sia per ciò – come detto pocanzi – che riguarda la scienza. Ora mi trovo appunto nella città di Dresda, bella città con una triste e gloriosa storia, appollaiata sul grande fiume chiamato Elbe. Ho fatto la mia laurea ed il mio dottorato di ricerca all’ Università La Sapienza di Roma, poi ho vissuto in Francia, in Olanda, in America ed ora in Germania dove, dopo circa dieci anni di vita in giro lontano da casa, ho fondato un paio di anni fa un laboratorio ed un gruppo di ricerca a cui ho dato un nome piuttosto criptico: «Superpuddles Lab». Puddles in inglese significa pozzanghera ed è il nome che ho dato ad alcune correlazioni spontanee tra le particelle che si osservano nella materia quantistica complessa. Ci tengo infatti a sottolineare che la ricerca di una parola per definire un fenomeno naturale è essa stessa una ricerca, molto simile a quella di un poeta in una poesia. Probabilmente la storia della scienza avrebbe avuto un corso diverso se Democrito avesse scelto un’altra parola anziché atomo…
Quindi queste «superpuddles» che cosa permettono di capire?
Pare proprio che queste puddles abbiano forme come delle pozzanghere. Al fine di essere chiari fino in fondo, voglio menzionare che il prefisso super deriva dal fatto che le correlazioni tra le pozzanghere producono fenomeni quantistici come la superconduttività, ovvero una conduttività per gli elettroni a dir poco straordinaria. La superconduttività è infatti lì dove, il mondo delle particelle normalmente confinato aldilà della nostra esperienza quotidiana, fa capolino e appare in tutta la sua «controintuitività» in un mondo a noi più familiare come un pezzo di metallo. Gli elettroni possono in un metallo cominciare ad accoppiarsi spontaneamente insieme e a danzare fra loro senza perdere energie, formando così un superconduttore. Infatti, un metallo dove la carica scorre senza attrito è un superconduttore, ed è questo nuovo stato della materia che permette ad un umile pezzo di materia di trasformarsi in un qualcosa mai visto prima, ovvero un solido quantistico. La sincronizzazione delle particelle all’interno di un superconduttore avviene a patto che le temperature siano molto basse però, ovvero ben al di sotto dei -250 gradi. Ma non è sempre così, a volte la superconduzione avviene a temperature piu alte, per esempio a temperature prossime a quelle di ebollizione dell’azoto liquido.
Bella questa visualizzazione della danza degli elettroni spiegaci meglio…
Ci sono alcuni metalli, tra i più sporchi e brutti che ci si possa immaginare in natura, dove gli elettroni si accoppiano e danzano non solo senza produrre attrito o perdite di energie in calore, ma lo fanno anche a temperature dove è rarissimo che il mondo quantistico faccia capolino e per ragioni che tuttoggi sono ignote agli scienziati. Ed è qui che queste pozzanghere o puddles si formano e si manifestano a noi in strutture complesse, ma di estrema bellezza. Il tutto è accompagnato da disordine impressionante tra gli atomi che ne compongono il metallo tale da lasciare chiunque sgomento sul fatto che è proprio in un tale disordine, che gli episodi più sincronizzati e coerenti della natura hanno luogo. Per esempio contrario, i diamanti hanno gli atomi disposti nel modo più ordinato che si possa immaginare in natura. Eppure: «Dal diamante non nasce niente, dal letame nascon i fior» dice una famosa canzone di Fabrizio De André. I superconduttori ad alta temperatura sono allora materiali che producono nel disordine, la più perfetta sincronizzazione e coerenza fra le cariche elettroniche a noi conosciuta. Insomma, un superconduttore ad alta temperatura è ai miei occhi come il letame di cui ci parla De André.
Ti sei sempre interessato di superconduttività? Che tipo di applicazioni tecnologiche possono permetterci i superconduttori?
Quando studiavo all´Università, mi interessavo anche di biofisica e rimasi anche lì impressionato di come i fenomeni più precisi della natura, come quelli della materia vivente, avvenissero in luoghi estremamente densi e disordinati come quelli di una cellula. Che forse comprendere i principi fondanti della superconduttività ad alta temperatura possa un giorno raccontarci qualcosa di più sui principi fondanti, quindi, della vita? Forse non è ipotesi troppo azzardata, se ci soffermiamo a ricordare che il libro dal titolo Che cos’è la vita? pubblicato nel secolo scorso da un padre fondatore della meccanica quantistica: Erwin Schröedinger.
Purtroppo i superconduttori ad alta temperatura hanno prelevalentemente fallito a fornirci le applicazioni tecnologiche che spesso si sognarono alla fine degli anni Ottanta quando vennero scoperti. Questo perché non è facile controllare sistemi di una tale complessità e con un tale livello di disordine. Le tecnologie semiconduttive ci hanno in passato fornito l’elettronica moderna su cui tutto si basa: da internet, ai social network, ai laser negli stadi o ai concerti fino ai computer e i telefonini. Per giungere alla qualità dei sistemi semiconduttori che ci sono oggi, ci sono voluti più di cinquanta anni di ricerche ininterrotte al fine di rimuovere le numerose impurezze atomiche del silicio. All´epoca, la speranza era di rimuovere il disordine da questi materiali. Oggi alcune grandi compagnie tecnologie stanno invece studiando l´elettronica del futuro utilizzando appunto i superconduttori. Questi materiali, noti già fin dall´inizio del Novecento, sono ora usati per i primi prototipi di computer quantistici, come quelli realizzati da Google o dall´IBM, per la medicina come nelle macchine a risonanza magnetica nucleare e verranno senz’altro utilizzati per le tecnologie ed i viaggi spaziali.
Adesso su cosa vi state cimentando in laboratorio? A cosa sognate di arrivare?
Nel mio laboratorio ci stiamo preparando a costruire le componenti e a controllare l’elettronica in dispositivi basati sui principi organizzatori dei superconduttori ad alta temperatura. Come detto in precedenza questi materiali sono stati scoperti relativamente da poco, soltano trenta anni fa. La speranza è quindi che al termine dell’era dei superconduttori, si possa passare a quella dei superconduttori ad alta temperatura per le tecnologie del futuro. Attraverso questo, un po’ di rischio, lavoro di squadra ed avventura, saremo in grado forse di contribuire ulteriormente allo sviluppo della nostra cultura e società.
Nicola Poccia si è laureato e ha conseguito il dottorato di ricerca in fisica alla Sapienza Università di Roma nel 2011. È stato Marie Curie Fellow presso l’Università di Twente in Olanda e al Sincrotrone Europeo di Grenoble in Francia. Si è poi unito per i suoi studi di specializzazione al seguito del dottorato al Dipartimento di Fisica dell’Università di Harvard negli USA. Dal 2019 ha fondato un laboratorio chiamato «Superpuddles Lab» e guida un gruppo di ricerca in Germania al Leibniz Institute for Solid State and Materials Research, brevemente chiamato IFW-Dresden. E´ anche editore di alcune prestigiose riviste scientifiche con cui collabora per migliorare la disseminazione dei risultati scientifici. I suoi interessi risiedono negli aspetti di frontiera della fisica della materia condensata, in particolare le proprietà emergenti nei materiali superconduttori. Ha sviluppato sistemi all’avanguardia per il controllo, la visualizzazione e l’integrazione della complessità quantistica nella superconduttività, utilizzando combinazioni di approcci sperimentali che vanno dalle microscopie avanzate di radiazione di sincrotrone alla nanofabbricazione e al trasporto quantistico. Attualmente collabora con realtà industriali europee specializzate nel mondo delle nascenti tecnologie quantistiche.
L’intervista a Nicola Poccia di Chiara Bertini è parte di Loading, fase preliminare di GAME OVER, progetto finalizzato alla ricerca e allo studio di nuove «entità culturali», persone, oggetti o ricerche provenienti da diversi ambiti disciplinari (i.e. fisica, bio-robotica, AI, agricoltura, medicina) e al loro traghettamento nel mondo dell’arte. Si tratta di una ricerca ma anche di un gesto che va oltre il semplice dialogo interdisciplinare e diventa piuttosto radicale: un vero e proprio ‘trapianto’ di ambiti di ricerca indirizzato alla predisposizione di future c(o)ulture, dove la «creatività» corrisponde ad «invenzione» ed «invenzione» corrisponde a contribuire ad una trasformazione. Una scintilla, un segnale di mutazione genetica, un cambio di direzione, un cortocircuito. Un’energia diversa che sia il segnale di un cambiamento in atto e che possa costituire nuova linfa vitale per il sistema della Cultura. Questa prima fase è una fase investigativa e si rivolge a visionari, pensatori ibridi di vari settori, inclusi quelli della cultura, che possano esprimersi sulle necessità attuali, ciascuno in relazione al proprio ambito disciplinare e, in linea più generale, nel rispetto della cultura e della società ad ampio raggio. Project team: Anita Calà Founder and Artistic Director of VILLAM | Elena Giulia Rossi, Editorial Director of Arshake | Giulia Pilieci: VILLAM Project Assistant and Press Office | Chiara Bertini: Curator, Coordinator of cultural projects and collaborator of GAME OVER – Future C(o)ulture | Valeria Coratella Project Assistant of GAME OVER – Future C(o)ulture.
Tutte le interviste e interventi di Game Over Loading pubblicati ad oggi: Intervista a Primavera De Filippi di Elena Giulia Rossi (Arshake, 21.01,2021); Intervista a Leonardo Jaumann(Arshake, 28.01.2021); Intervista a Valentino Catricalà di Anita Calà e Elena Giulia Rossi (Arshake, 04.02.2021); Intervista multipla di Stefano Cagol a Antonio Lampis, Sarah Rigotti, Tobias Rehberger, Michele Lanzinger, Stefano Cagol (Arshake, 11.02.2021); Intervento video di Andrea Concas (Arshake, 18.02.2021),Intervista di Azzurra Immediato ad Amerigo Mariotti, Arshake, 25.02.2021);Intervista di Stefano Cagol a Peter Greenway (Parte seconda di We Need a Golem, Arshake, 04.03.2021), Intervento di Giulio Alvigini, Bye Bye Boomer, Game Over Art World! (Arshake, 11.03.2021);Interview to Ken Goldberg by Elena Giulia Rossi (Arshake, 18.03.2021); Intervento di Eduardo Rossi, invitato da Chiara Bertini (Arshake, 25.03.2021); intervista ad Anuar Arebi di Azzurra Immediato, 31.03.2021;Intervista a Giovanni Gardinale di Valeria Coratella (Arshake, 15.04.2021); Intervista a Luca Gamberini (Arshake, 22.04. 2021);Intervista a Lorenzo Piombo di Azzurra Immediato (Arshake, 29.04.2021);Art is Open Source. Intervista a Salvatore Iaconesi e Oriana Persico di Anita Calà (Arshake, 06.05.2021);Intervista di Azzurra Immediato a Giuseppe Mariani (Arshake, 13.05.2021).