La ricerca svizzera costruisce una nuova rete per la spintronica
KOMQUEST mette in rete il PSI con partner in Germania e Corea del Sud. La cooperazione vuole far avanzare le basi della spintronica e dei materiali quantistici – senza ancora promettere applicazioni pronte per il mercato.
Il Paul Scherrer Institut (PSI) di Villigen fa ora parte di KOMQUEST, un centro internazionale Max Planck per la spintronica quantistica. La cooperazione con istituti di ricerca di Germania e Corea del Sud è stata annunciata questa settimana. Per la Svizzera si tratta soprattutto di un'alleanza strategica di ricerca: mette in contatto le grandi infrastrutture di ricerca del Paese con saperi specialistici su materiali, metodi di misurazione e nanostrutture.
Di che cosa si occupa la spintronica
Nell'elettronica convenzionale conta soprattutto la carica elettrica degli elettroni. La spintronica sfrutta in più una loro proprietà della meccanica quantistica, lo spin. Questo campo di ricerca ha già fornito le basi per moderne tecnologie di memoria e di sensori. KOMQUEST vuole ora sviluppare ulteriormente quattro ambiti: la spintronica superconduttiva, chirale e topologica, oltre al controllo coerente degli spin.
Sembra astratto, ma descrive una questione centrale della ricerca sui materiali: come si possono generare, misurare e controllare in modo mirato le proprietà degli elettroni in strutture molto piccole? La risposta può diventare rilevante a lungo termine per la memorizzazione delle informazioni, la sensoristica o altri componenti. Se ne nasceranno poi prodotti concreti resta aperto. Il PSI parla di ricerca di base, non di un'immissione sul mercato a breve termine.
Cinque partner, punti di forza diversi
Del centro fanno parte, oltre al PSI, il Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik di Halle, la Pohang University of Science and Technology, la Seoul National University e il Center for Quantum Nanoscience della Ewha Womans University. Secondo il comunicato, è proprio questa divisione del lavoro a fare la differenza: produzione di materiali, nanofabbricazione, misurazioni atomiche e a raggi X nonché ricerca quantistica teorica e sperimentale vengono riunite.
Il PSI mette a disposizione la propria infrastruttura e la propria esperienza nei materiali quantistici e nella superconduttività. La sua Sorgente di luce di sincrotrone Svizzera SLS e il laser a raggi X SwissFEL consentono indagini su scale spaziali e temporali molto piccole. Impianti simili non sostituiscono il sapere di laboratorio, ma ampliano le possibilità: aiutano a osservare con maggiore precisione le strutture elettroniche e atomiche dei nuovi materiali.
Il workshop di avvio si è svolto dal 13 al 16 settembre in Germania. Dal 16 al 18 novembre dovrebbe iniziare il programma scientifico a Seul. Per ora parte quindi una rete di ricerca, non un nuovo istituto svizzero.
Che cosa dice il finanziamento
Secondo il PSI, KOMQUEST è concepito inizialmente per cinque anni. Ogni istituzione partner intende contribuire con 500 000 euro all'anno. La somma dà al centro una visibilità finanziaria, ma non dice ancora nulla su future applicazioni industriali o su un ritorno per l'economia svizzera. Affermazioni del genere sarebbero, allo stato attuale, speculazione.
La costruzione è comunque interessante: le grandi infrastrutture di ricerca costano molto e il loro valore cresce quando team di discipline diverse possono utilizzarle in modo mirato. Il PSI non fornisce solo apparecchiature, ma anche accesso a metodi di misurazione e know-how. I partner asiatici e tedeschi completano il quadro con lo sviluppo di materiali, la fabbricazione di componenti e le tecniche quantistiche atomiche.
I giovani ricercatori come parte del piano
Il centro vuole coinvolgere in modo mirato dottorandi e postdoc. Sono previsti gruppi congiunti, workshop, cicli di seminari e formati di sostegno per giovani responsabili di progetto. Per la piazza di ricerca svizzera questa parte può essere importante quanto una singola campagna di misurazioni: le reti internazionali contribuiscono a decidere dove vengono formati gli specialisti e quali progetti nasceranno in seguito.
L'ambizione scientifica è alta, i tempi sono lunghi. KOMQUEST non è quindi una promessa per il prossimo chip di memoria svizzero. È un tentativo di collaborare in un ambito in cui si creano le premesse per tecnologie future. Se ne nascerà una svolta tecnica lo dovranno dimostrare i risultati della ricerca.
Fonti
- Paul Scherrer Institut: apertura del Max Planck-Korea-PSI Center for Quantum Emergent Spintronics
- PSI: Quantum Technologies Collaboration e grandi impianti di ricerca
- PSI: grandi infrastrutture di ricerca
L'accesso è un vantaggio di sede
Per la Svizzera il beneficio immediato sta meno in un singolo brevetto che nell'accesso a metodi di lavoro e dati. Chi lavora su nuovi materiali quantistici non ha bisogno solo di un campione, ma di misurazioni comparative, nanostrutture adatte e specialisti capaci di mettere insieme risultati provenienti da procedimenti diversi. Un centro internazionale può coordinare simili passaggi e permettere ai giovani ricercatori soggiorni presso i partner.
È anche una competizione per l'attenzione e per i talenti. La ricerca quantistica e sui materiali è organizzata su scala globale; grandi impianti e team specializzati sono distribuiti su pochi siti. Il fatto che il PSI partecipi come partner fondatore non garantisce alla Svizzera una futura quota di mercato. Aumenta però la possibilità che i gruppi svizzeri siano presenti fin dall'inizio nella definizione delle questioni di ricerca rilevanti e nei progetti comuni.
