Walter Ambrosini, docente di impianti nucleari al DICI, fa chiarezza sulle conseguenze del bombardamento della centrale nucleare di Zaporižžja, in Ucraina, ora caduta sotto il controllo russo: “non ci sono elementi di criticità, e anche i livelli di radioattività sono nella norma. preoccupiamoci del disastro della guerra”.

L’attacco alla centrale nucleare di Zaporižžja, in Ucraina, sta provocando diverse reazioni da parte dei media e della popolazione. Nonostante questo, al momento non ci sono preoccupazioni particolari rispetto alla sicurezza dell’impianto. Pubblichiamo alcuni chiarimenti sul tema di Walter Ambrosini, uno dei maggiori esperti nazionali sugli impianti nucleari, di recente intervistato sul tema da diverse testate locali e nazionali, e attivamente impegnato da anni in una divulgazione delle potenzialità delle tecnologie per il nucleare.

1. I bombardamenti nella la centrale nucleare di Zaporižžja, ora caduta sotto il controllo russo, hanno provocato un incendio in una parte dell’impianto. che conseguenza ha questo?
Credo che la migliore descrizione di ciò che è avvenuto alla centrale ucraina sia stata data, non insospettabilmente, da Rafael Mariano Grossi, DG della IAEA, nella conferenza stampa di venerdì 4 marzo: è ovvio che le centrali nucleari, come qualunque infrastruttura rilevante (ponti, strade, aeroporti), possono essere obiettivi in tempo di guerra, per vari motivi legati alle strategie di conquista, ma in questo caso ad essere colpito è stato un edificio di poca rilevanza per la sicurezza, collocato a centinaia di metri di distanza dai reattori.
La IAEA al sito Update 12 – IAEA Director General Statement on Situation in Ukraine | IAEA fa un resoconto dettagliato della situazione aggiornato a Sabato 5 Marzo. Immagino che nei prossimi giorni vi saranno ulteriori aggiornamenti. La situazione appare completamente sotto controllo con due unità su sei funzionanti. Una preoccupazione sembra essere la programmazione dei turni di lavoro in centrale in questa situazione di guerra. Sapremo di più nei prossimi giorni ma, al momento, non mi pare ci sia nulla da segnalare.

2. Come sono gli attuali livelli di radioattività?
Il resoconto al sito di cui sopra riporta testualmente “radiation levels remained normal at Ukraine’s largest nuclear power plant”. Nulla di anormale da segnalare.

3. È vero che i reattori sono dello stesso tipo di quello di Chernobyl?
Come si può verificare al sito del sistema PRIS della IAEA, PRIS – Country Details (iaea.org) IAEA, PRIS – Country Details (iaea.org), i reattori sono di tipo PWR, VVER in particolare, radicalmente diversi dagli RBMK di Chernobyl. La loro struttura è molto simile a quella dei reattori di tipo occidentale ad acqua leggera più diffusi nel mondo, per cui, per esempio, non è possibile alcun incendio della grafite (che non c’è). Peraltro, anche le conseguenze dell’incidente di Chernobyl, pur gravissimo ed evitabile, sono state amplificate rispetto alla realtà che ne è restata nell’immaginario collettivo.
Aggiungo che raggiungere parti vitali dell’impianto dall’esterno non è semplice, per la struttura e la robustezza degli impianti. Salvo nuove notizie, quindi, la vicenda sembra si sia conclusa con il reattore in condizioni di sicurezza. Dalla descrizione dei fatti, parrebbe non ci sia stato mai un vero pericolo, visto che l’attacco e l’incendio non hanno coinvolto i reattori.
Ovviamente, nulla può resistere a qualunque azione di persone con cattive intenzioni, per cui è necessario vigilare che a nessuno vengano in mente cose strane, e fa bene il DG della IAEA a volersi recare di persona a vedere cosa succede, se gli verrà permesso.

4. È vero che le misure di sicurezza sono obsolete perché i reattori sono di epoca sovietica? la centrale può esplodere?
Nessuna centrale al mondo può “esplodere” se si intende con questo un’esplosione nucleare. Le esplosioni viste a Fukushima, restate nell’immaginario collettive, sono state esplosioni chimiche dovute all’idrogeno formatosi durante la degradazione del nocciolo. I reattori nucleari hanno feedback che ne limitano le escursioni di potenza. A Chernobyl vi fu una escursione di potenza, ma il rilascio di energia, per quanto elevato, non si può paragonare a quello di esplosioni nucleari. Su questo è bene tranquillizzare chi non conosce la tecnologia nucleare.
L’unico pericolo legato ad incidenti che portino al danneggiamento del nocciolo è l’eventuale fuoriuscita di radioattività. A Fukushima, con reattori ad acqua leggera del tipo ad acqua bollente, sebbene siano state coinvolte ben tre unità di reattore, i rilasci sono stati un ordine di grandezza inferiori a quelli di Chernobyl e l’impatto radiologico dell’incidente di Fukushima è considerato molto basso se non irrisorio (si veda il sito dell’Organizzazione Mondiale della Sanità Radiation: Health consequences of the Fukushima nuclear accident (who.int) ). I reattori VVER sono stati oggetto di attente verifiche nell’ambito di progetti internazionali; non mi sentirei di dire che si possano additare criticità specifiche, nonostante la loro progettazione sia stata inizialmente fatta oltre la cortina di ferro. La Russia è un peraltro un attivo costruttore di impianti nucleari in vari paesi del mondo.

5. può quindi succedere uno scenario “stile Chernobyl”?
L’esagerazione che circola in rete e sui giornali circa lo scenario di un disastro planetario è certamente una proiezione veramente catastrofista. Nemmeno Chernobyl è stato un disastro planetario e non si vede perché l’eventuale coinvolgimento di più unità debba essere considerato un apocalittico aggravamento della situazione. Come dicevo, a Fukushima, con tre unità di reattore messe in crisi da un terremoto apocalittico e da uno tsunami eccezionale, i rilasci sono stati decisamente molto più limitati rispetto a quelli di Chernobyl (circa un decimo). La “narrazione” che circola e che, indebitamente, mi è stata attribuita da un giornale locale (al quale ho chiesto una smentita) è un’assoluta esagerazione che in tempo di guerra sembra fatta apposta per preoccupare più di quanto si debba. Le preoccupazioni della IAEA, che è l’ente che ha i dati più certi per esprimere giudizi al riguardo, mi sembrano su questo punto rivolte più ad assicurare una gestione continua e senza perturbazioni degli impianti che non a voler scongiurare ipotetici scenari incidentali. La guerra non è un buon ambiente per nessuna tecnologia, ma eviterei allarmismi quanto facili sottovalutazioni della situazione.

6. c’è la possibilità quindi di una contaminazione radioattiva che possa raggiungere l’Italia?
I materiali radioattivi possono essere riconosciuti a grande distanza per la loro “firma” in termini di particelle prodotte anche nel caso in cui arrivino in tracce di nessun conto dal punto di vista dell’impatto sulla salute. Questo contraddistingue gli incidenti nucleari con rilascio di materiale radioattivo da ogni altro incidente: nessuno riconoscerà un atomo di cloro non radioattivo sversato dall’altra parte del mondo, perché esso è simile a tutti gli altri già presenti in qualunque luogo. Ma non si deve dare l’impressione che la gravità dei rilasci di materiali radioattivi sia necessariamente maggiore rispetto a sversamenti di altri materiali nocivi che avvengono anche quotidianamente. Secondo la Commissione Europea (si veda ad esempio la Comunicazione “A Clean Planet for All” del novembre 2018) ogni anno muore circa mezzo milione di persone nell’Unione Europea per cattiva qualità dell’aria dovuta a vari fattori, tra cui l’uso di combustibili fossili in campo energetico. A fronte di un dato di questo genere anche le valutazioni più pessimistiche sulle conseguenze di Chernobyl, localizzate principalmente nell’ex-Unione Sovietica e minime al di fuori di essa, impallidiscono. Ciò che può raggiungere l’Italia in caso di un incidente, quindi, rappresenta una frazione che ci si attende irrisoria di quanto potrebbe venire rilasciato in un incidente ad un impianto nucleare in Ucraina, come già visto con Chernobyl.
In ogni caso non si può parlare di possibile disastro planetario, perché i problemi del pianeta sono ben altri da quelli che può creare la radioattività di un impianto nucleare, tra cui il riscaldamento globale, secondo quanto sottolinea quotidianamente l’IPCC. Insomma, non facciamo del nucleare uno spauracchio perché abbiamo ben altri problemi.- Indubbiamente, il vaso di Pandora dell’energia nucleare per scopi militari e pacifici è stato aperto: sta a noi indirizzare l’utilizzo di questa forma di energia a fin di bene (ad esempio per la decarbonizzazione del settore energetico).

Oltre 150 studentesse e studenti quest'anno partecipano alle Masterclass internazionali di fisica delle particelle in Toscana, coordinate a livello nazionale dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e organizzate a Firenze e a Pisa dalle sezioni INFN in collaborazione con l’Università di Pisa e l'Università degli Studi di Firenze.

Saranno accompagnati da ricercatori e ricercatrici in un viaggio alla scoperta delle proprietà delle particelle e delle loro applicazioni, ed esploreranno direttamente i segreti dell'acceleratore LHC (Large Hadron Collider) del CERN, analizzando i dati reali degli esperimenti.

Martedì 8 marzo, si parte con la prima Masterclass organizzata dalla sede di Pisa, a cui seguiranno le date del 10 e 17 marzo. Mentre a Firenze si terranno due giornate di seminari teorici, il 7 e l’8 marzo, e la giornata di Masterclass sarà il 9 marzo. Quest’anno tutti gli appuntamenti toscani saranno interamente da remoto a causa della pandemia di Covid-19.

L’8 marzo, a Pisa, si svolgerà la prima edizione pisana di Masterclass in Particle Therapy per far scoprire agli studenti e alle studentesse le applicazioni in medicina della fisica delle particelle. Oltre ai seminari e alle esercitazioni, gli studenti parteciperanno a un video-collegamento con il CNAO - Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica per una lezione sull’adroterapia e, nel pomeriggio, si collegheranno con il GSI di Darmstadt insieme agli altri partecipanti alla Masterclass in Particle Therapy dal Marocco e dal Messico. 

Le altre giornate di Masterclass, dedicate al CERN, prevedono attività divise tra seminari introduttivi ed esercitazioni al computer su uno degli esperimenti dell’acceleratore LHC di Ginevra, all’interno del tunnel di 27 km, a 100 metri sottoterra, dove le particelle si scontrano quasi alla velocità della luce. Le studentesse e gli studenti potranno scoprire il mondo delle particelle e tutte le loro caratteristiche, analizzando in prima persona i dati di LHC provenienti dagli esperimenti ATLAS e CMS.

Alla fine di ogni giornata, proprio come in una vera collaborazione di ricerca internazionale, ci sarà un video-collegamento con il CERN e i giovani partecipanti alle Masterclass di tutto il mondo per discutere insieme i risultati emersi dalle esercitazioni.

L’iniziativa, giunta alla 18° edizione, fa parte delle Masterclass internazionali organizzate da IPPOG (International Particle Physics Outreach Group) e, in Italia, dall'INFN. Le Masterclass si svolgono contemporaneamente in 60 diversi paesi, coinvolgono oltre 200 tra i più prestigiosi enti di ricerca e università del mondo e più di 13.000 studenti delle scuole secondarie di II grado. Per l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare quest'anno sono presenti le sezioni di Bari, Bologna, Cagliari, Cosenza, Ferrara, Firenze, Genova, Lecce, Milano Bicocca, Milano, Napoli, Padova, Parma, Pavia, Perugia, Pisa, Sapienza Università di Roma, Roma Tor Vergata, Roma Tre, Salerno, Torino, Trieste, Trento e Udine, e i Laboratori Nazionali di Frascati (LNF).

Contatti locali:

PISA (8 marzo Particle Therapy, 10 marzo ATLAS, 17 marzo CMS)

Masterclass in Presenza/Online 

Dove: INFN Sezione di Pisa Largo B. Pontecorvo 3, Aula 131 edificio C. 

Pagina web per Masterclass in Particle Therapy: https://indico.cern.ch/event/1122799/

Contatti: dott. Lorenzo Bianchini (Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. ) tel. 050 2214244; dott. John Walsh (Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.) tel. 347 1168 132; dott.ssa Monica Verducci (Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. ) tel. 328 1830 062; dott. Antonio Paladino (Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.) tel. 328 652 2297, dott.ssa Aafke Kraan (Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. ) tel. 050 2214879.

Dalla terra per la Terra: Percorsi di descrizione e traduzione intorno a linguaggi per usi speciali

Referente: Valeria Tocco

Percorso multilingue sui linguaggi di energia rinnovabile, risorse green, enogastronomia e turismo, con laboratori di francese, inglese, spagnolo, tedesco, portoghese, romeno, russo, per migliorare la competenza in italiano e nelle lingue straniere in relazione all'uso scritto e orale di terminologia, fraseologia e metafore legate all’ambito dell’ambiente, della sostenibilità e dell’enogastronomia. A conclusione, sarà elaborato un Glossario plurilingue con il lessico affrontato durante il corso.

Bloggers e Redattori Inerba

Referente: Daniela Pierucci

Il ciclo di seminari Bloggers e Redattori Inerba si propone l'acquisizione di competenze base nell'ambito dell'editoria digitale (creazione di e-book in formato e-pub e pdf interattivi e stampabili), nell'uso di wordpress e di Uxdesign, da spendere nel mondo del lavoro ma anche nei tirocinii presso la nostra rivista Inerba e per la gestione del suo blog.

Strumenti per l’autonomia e l'auto-efficacia di studenti con disturbi specifici dell’apprendimento (DSA): continuità

Referente: Piero Manfredi

Il progetto si avvale dell’attività di tutor studenteschi specializzati e di una specialista di apprendimento al fine di consentire a studenti con DSA e disabilità di acquisire gradualmente autonomia nel loro percorso universitario mediante assistenza nella (i) costruzione di metodologie di studio efficaci, (ii) pianificazione delle risorse di tempo, (iii) valutazione della efficacia del lavoro, (iv) individuazione di ausili didattici utili ed emancipazione da loro usi stereotipati.

Saranno Genova e Pisa ad aprire giovedì 10 marzo le celebrazioni nazionali per il 150° anniversario della scomparsa di Giuseppe Mazzini, con una doppia cerimonia che unisce simbolicamente i luoghi in cui il patriota risorgimentale nacque e morì. Le due città saranno unite dall’emissione congiunta di un francobollo commemorativo voluto da Poste Italiane e da due mostre inaugurate contemporaneamente a Casa Mazzini a Genova sull’epistolario mazziniano e alla Domus Mazziniana di Pisa sull’immagine di Mazzini nella filatelia.

A Pisa sarà il Presidente della Camera dei Deputati, Roberto Fico, a rendere il solenne omaggio della Repubblica italiana al suo “padre” spirituale. Segui la diretta streaming dalle ore 12

Alle ore 11,30, nella sede della Domus Mazziniana il Presidente della Camera sarà presente all’inaugurazione della mostra dal titolo “Dare un volto all’idea. L’immagine di Mazzini nella filatelia” e all’emissione del francobollo commemorativo da parte di Poste Italiane con annullo filatelico ‘primo giorno’.

Alle 12,15 seguirà la solenne apertura delle celebrazioni agli antichi Arsenali repubblicani. Gli interventi saranno aperti dal rettore dell’Università di Pisa, Paolo Maria Mancarella, che è anche il presidente della Domus Mazziniana e del Comitato Nazionale per le celebrazioni. Dopo l’indirizzo di saluto del Presidente Roberto Fico, parlerà il professor Roberto Balzani, ordinario di Storia contemporanea all’Università di Bologna, già presidente dell’Associazione Mazziniana e membro del Comitato Scientifico della Domus Mazziniana. Il professore terrà una Lectio Magistralis dal titolo “1872-2022: l’Italia allo specchio di Mazzini”. La cerimonia, a cui prenderanno parte il Coro dell’Università di Pisa e una delegazione studentesca, sarà chiusa dal presidente nazionale dell’Associazione Mazziniana Italiana, Michele Finelli.

Per partecipare all’evento, che è aperto al pubblico con le limitazioni dovute al periodo di pandemia, è necessario prenotarsi all’indirizzo: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. o telefonare allo 050/24174.

Le celebrazioni proseguiranno con visite guidate alla Domus Mazziniana e alla mostra filatelica per concludersi alle ore 19 nel salone storico della Stazione Leopolda con “Eco di un mondo invisibile. Viaggio musicale in compagnia della chitarra di Giuseppe Mazzini” del Maestro Marco Battaglia, introdotto dal direttore della Domus Mazziniana, Pietro Finelli. L’ingresso è libero.

Alle celebrazioni di Pisa e Genova si affiancherà lo stesso 10 marzo una serie di eventi diffusi, da Roma, dove vi sarà l’omaggio al monumento nazionale a Mazzini e debutterà uno spettacolo teatrale dedicato alla vita di Mazzini, alle città simbolo del mazzinianesimo come Carrara, Forlì e Ravenna e a numerosi altri centri anche minori, arrivando fuori dai confini italiani fino a Copenaghen con una conferenza organizzata dall’Istituto Italiano di Cultura con il patrocinio del Comitato Nazionale e della Domus Mazziniana. Le manifestazioni proseguiranno poi nelle settimane e nei mesi successivi, con appuntamenti già fissati a Praga, Genova, Padova e Benevento, e con convegni e iniziative rivolte alle scuole in Italia a all’estero.

Le iniziative sono coordinate dal Comitato nazionale, riconosciuto dal Ministero della Cultura, su iniziativa della Domus Mazziniana e cui partecipano i Comuni e le Università di Pisa e di Genova, la Scuola Normale Superiore e la Scuola Superiore Sant’Anna, l’Istituto Mazziniano di Genova e l’Istituto per la Storia del Risorgimento Italiano, oltre all’Associazione Mazziniana Italiana, che con le sue sezioni diffuse in tutta Italia rappresenta la colonna portante delle celebrazioni e il ‘cuore pulsante’ della tradizione mazziniana.

“Ricordare Giuseppe Mazzini, oggi – ha detto il professor Pietro Finelli, direttore della Domus Mazziniana - non è un’operazione esclusivamente scientifica e storiografica, ma rimanda al senso profondo dell’Italia e dell’Europa come comunità politiche unite da un destino comune. Animata da una religiosità laica e non dogmatica, la concezione etica del vivere civile, basata sui valori di Dovere e Solidarietà, propria di Giuseppe Mazzini e il suo patriottismo democratico e solidale aperto a una dimensione europea e internazionale, hanno ispirato, nel corso degli ultimi due secoli, le lotte per la libertà, l’indipendenza e la democrazia nel mondo e costituiscono ancora oggi, di fronte alle sfide globali che la società contemporanea si trova ad affrontare, un punto di riferimento fondamentale”.

Una rappresentanza di studenti ucraini iscritti all’Ateneo pisano ha partecipato a un incontro convocato dal rettore Paolo Mancarella e dal prorettore alla cooperazione e relazioni internazionali Francesco Marcelloni la mattina di venerdì 4 marzo nell’Aula Magna Storica del Palazzo della Sapienza. Scopo dell’iniziativa era prima di tutto testimoniare la vicinanza di tutto l’Ateneo agli studenti e alle loro famiglie e quindi ascoltare le storie dei ragazzi e delle ragazze, conoscere la loro attuale situazione e i problemi che stanno attraversando loro e le loro famiglie, al fine di poter indirizzare nel modo più proficuo le azioni e le strategie di supporto che l’Ateneo sta già programmando e mettendo in atto. A testimonianza della vicinanza di tutta l’intera comunità accademica pisana con gli studenti ucraini, all’incontro ha partecipato anche Luigi Ambrosio, direttore della Scuola Normale Superiore, e ha mandato i suoi saluti anche la rettrice della Scuola Superiore Sant’Anna, Sabina Nuti.

In totale sono 71 gli studenti ucraini iscritti all’Università di Pisa e sono 18 quelli che hanno risposto all’invito diffuso dall’Unità Cooperazione Internazionale presentandosi all’incontro con il rettore e il prorettore. Parte di loro proviene da famiglie che ormai vivono da tempo in Italia, altri hanno i loro cari in Ucraina pur risiedendo qua da molti anni, altri ancora sono venuti a Pisa con programmi di mobilità come l’Erasmus.

All’inizio dell’incontro, sono state illustrate le iniziative messe in campo in questi giorni in collaborazione con la Regione Toscana e con l’ARDSU, prima tra tutte l’accoglienza nelle sedi universitarie regionali di studenti in fuga dall’Ucraina: in questa prima fase a Pisa sono previsti 45 posti, 25 a Firenze e 50 a Siena (maggiori informazioni sono disponibili a questo link). L’Ateneo sta parallelamente lavorando per capire come accoglierli all’interno dei corsi di laurea, cercando soluzioni rapide che agevolino l’inserimento nei corsi di studio.

A seguire, i ragazzi e le ragazze presenti all’incontro hanno esposto le loro problematiche e richieste, per cui il rettore si è reso subito disponibile a trovare soluzioni pratiche: per fare qualche esempio, è emersa l’esigenza di avere registrazioni delle lezioni che, in questo periodo di grande tensione, non riescono a seguire con continuità; è stato richiesto il posticipo di scadenze per la presentazione di domande di borse di studio o per il pagamento tasse; è stata espressa la necessità di avere un supporto psicologico in questo particolare momento. All’incontro è stato inoltre deciso di costruire una rete tra gli studenti ucraini, in modo che possano rimanere in contatto tra loro e comunicare con l’Ateneo in modo diretto. Non sono mancate le testimonianze dirette della guerra, alcuni tra loro hanno raccontato che i familiari stanno cercando di fuggire dall’Ucraina per arrivare in Italia e l’Università di Pisa si è resa disponibile a fornire contatti con istituzioni e associazioni che possano aiutarli concretamente.

“In un momento così drammatico la nostra comunità non poteva far mancare il suo sostegno ai tanti studenti ucraini che ne fanno parte – ha commentato il rettore, Paolo Mancarella – L’incontro di oggi è servito a capire quali siano i loro bisogni, così da poterli aiutare in modo concreto. Proprio in queste ore, infatti, stiamo definendo gli aspetti operativi del nostro intervento assieme alla Regione Toscana e all'Azienda regionale per il diritto allo studio universitario, come stiamo anche collaborando con Comune, Prefettura e volontariato pisano nella gestione dell'emergenza. È il nostro contributo alla difesa di quei valori di pace, solidarietà e fratellanza in cui la nostra comunità crede profondamente”.

”Ascoltare le testimonianze di queste ragazze e questi ragazzi, percepire le loro paure per le loro famiglie e per il loro futuro ci ha colpito veramente molto, ricordandoci ancora una volta quanta sofferenza possa portare una guerra – aggiunge Francesco Marcelloni –  Con questo incontro, l’Università di Pisa che li ha accolti per i loro studi e a cui queste studentesse e questi studenti hanno affidato le loro speranze per il loro futuro, ha voluto confermare la sua presenza e ribadire i suoi valori di accoglienza, inclusione, pace e democrazia”.

Proprio in nome di questi valori l’Università di Pisa ha inviato un messaggio a tutti i suoi studenti russi (circa 140), che sono anche loro stati colpiti dalla guerra e dalle sanzioni economiche, per dimostrare anche a loro la propria vicinanza in questa difficile congiuntura che li vede coinvolti nel conflitto.

https://www.festivaleconomia.it/visioni-di-futuro.html 

Il grafene è il materiale più sottile mai realizzato, con lo spessore di un singolo strato di atomi inferiore a un miliardesimo di metro, è in grado di assorbire efficacemente la luce visibile ed infrarossa, mediante l’eccitazione dei suoi portatori di carica. A seguito dell’assorbimento della luce, le cariche eccitate tornano rapidamente allo stato di equilibrio iniziale in un lasso tempo di pochi picosecondi, ovvero pochi milionesimi di milionesimi di secondo. La notevole velocità di questo processo di rilassamento energetico rende il grafene particolarmente promettente per una serie di applicazioni tecnologiche, tra cui rivelatori, sorgenti e modulatori di luce.

Nella figura: i portatori di carica nel grafene sono disposti su diversi livelli energetici rappresentati dai coni di Dirac, che a seconda del numero di portatori sono occupati fino ad energia pari al punto di neutralità (livello blu nel cono di sinistra) oppure fino ad energia corrispondente alla banda di conduzione (livello blu nel cono di destra). Nei due casi i portatori seguono una dinamica di rilassamento più veloce (scivolo a sinistra) o più lenta (scivolo di destra).

Un recente lavoro pubblicato su ACS Nano, ha mostrato che attraverso un campo elettrico esterno è possibile modificare in modo significativo il tempo di rilassamento dei portatori di carica del grafene. La ricerca è stata condotta dall’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn) e dal Politecnico di Milano, in collaborazione con il Graphene Center di Cambridge, l’Istituto italiano di tecnologia (Iit), l’Università di Pisa e il ICN2 di Barcellona ed è supportata dal progetto europeo Graphene Flagship.

“La variazione del tempo di rilassamento dei portatori di carica del grafene che abbiamo osservato dimostra un livello di controllo delle proprietà ottiche senza precedenti e permette di ottenere da un unico materiale una grande variabilità di comportamenti”, afferma Eva Pogna, ricercatrice del Cnr-Ifn, prima firma del lavoro.

Il lavoro apre la strada allo sviluppo di dispositivi che sfruttano il controllo del tempo di rilassamento dei portatori di carica per ottenere nuove funzionalità. Per esempio, se il grafene viene utilizzato come assorbitore in una cavità laser per generare impulsi di luce ultrabrevi, variando il tempo di rilassamento dei portatori è possibile controllare la durata degli impulsi generati.

La modellizzazione teorica del rilassamento dei portatori di carica del grafene in funzione del campo elettrico esterno, curata da Marco Polini e Andrea Tomadin (nella foto a destra) del Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa, ha permesso l'identificazione del meccanismo fisico alla base del fenomeno osservato.

“Per osservare la dipendenza delle proprietà del grafene dal campo elettrico applicato, è stato cruciale realizzare un dispositivo in grado di variare il numero dei portatori di carica su un ampio intervallo, sfruttando i transistor con liquidi ionici, una tecnologia all’avanguardia ideata per lo studio dei superconduttori”, afferma Andrea Ferrari, direttore del Graphene Center di Cambridge.

Il dispositivo a base di grafene è stato quindi studiato mediante un esperimento di spettroscopia ultraveloce che ha permesso di scoprire come varia il rilassamento dei portatori di carica.

“Questa scoperta è di grande interesse per diversi settori applicativi, dalla fotonica, per la produzione di sorgenti laser impulsate o di limitatori ottici che prevengono il danneggiamento da eccessiva illuminazione, alle telecomunicazioni, per la realizzazione di rivelatori e modulatori ultraveloci”, conclude Giulio Cerullo, professore del Dipartimento di fisica del Politecnico di Milano, che ha coordinato lo studio.