Ciència i Innovació

Lluís Torner, físic, doctor i catedràtic, és director de l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) des de la seva fundació. Aquest centre de referència internacional investiga la fotònica, la ciència que estudia la llum, la seva generació i interacció amb la matèria, així com les seves aplicacions en la tecnologia. Pocs mesos després de rebre la Medalla d’Or al Mèrit Científic 2023 junt amb Mercè Boada i Andreu Mas-Colell, parlem amb ell per reflexionar sobre el futur de la fotònica, el seu aprofitament actual i la situació científica del país.

Comencem per una bàsica, Lluís: què ens aporta la fotònica?

La importància de la fotònica es pot justificar per diverses raons. Una d’elles és que permet treballar amb una delicadesa, una suavitat, una cura i una precisió absolutament extraordinàries, al límit del que la humanitat sap fer. En altres paraules, sense la fotònica moltes coses no existirien tal com les coneixem. Això es manifesta en productes i serveis que marquen la nostra vida quotidiana i la forma en què vivim actualment. A indústries, hospitals i també en el mateix avenç de les ciències i la tecnologia en tota mena d’àmbits.

Com de multidisciplinària és la fotònica?

Extremadament. Una altra de les raons per les quals és important és justament perquè els fotons són una eina tecnològica ubiqua i universal. Es pot utilitzar per a tota mena d’accions: il·luminar i fer imatges, però també per tallar, enganxar, detectar, escalfar, refredar, comunicar, diagnosticar, curar, i un llarg etcètera. Totes aquestes aplicacions estan al darrere de processos industrials que fan possible l’ús de tècniques comunes en molts entorns com hospitals, a més de ser imprescindibles per diverses àrees de les ciències naturals o l’enginyeria.

Quina de totes aquestes aplicacions creus que té més incidència en la nostra vida quotidiana?

L’ús de la fotònica és present en moltes situacions del nostre entorn. D’aquelles que afecten directament la nostra vida i que defineixen la civilització actual, malgrat que no en siguem conscients. Una d’elles, per exemple, és la seva incidència en la societat digital. Sense la fotònica, Internet o els mòbils serien molt més rudimentaris del que són avui i, per tant, no en podríem fer l’ús que la societat actual en fa. Si pensem un minut en quants elements de la nostra vida es basen directament o indirectament en aquestes tecnologies, entendríem que la presència ja és notòria.

I de quines formes tindrà més presència en el futur?

Si analitzem els anys per venir, un sector on la fotònica és diferencial és en el de la medicina. En els aparells de diagnosi, imatge i teràpia que s’utilitzen per fer un estudi més acurat i precís en intervencions quirúrgiques, per exemple. 

Així mateix, en altres sectors en desenvolupament, com en les plaques fotovoltaiques que capten fotons solars per produir energia renovable o els molts aparells làser i sistemes robòtics que fan possibles innumerables processos industrials, podrien ser exemples palpables en el món canviant en el qual vivim. 

Quins avenços recents creus que han estat els més revolucionaris pel que fa a aquesta ciència?

Una de les àrees que es podia considerar ciència-ficció fa un parell de dècades és la manipulació de sistemes quàntics individuals i ara està del tot establerta. Una d’aquestes tècniques, per exemple, és la capacitat de controlar àtoms un a un i observar com realitzen fenòmens genuïnament quàntics. Els àtoms són increïblement petits. Pensem-hi: hi ha més àtoms en un sol got d’aigua, que gots d’aigua a tots els oceans de la Terra junts. I, no obstant això, avui en dia es controlen i observen rutinàriament. 

Treballeu alguna d’aquestes tècniques revolucionàries a l’ICFO?

I tant. A l’ICFO, la Dra. Leticia Tarruell i el seu equip, estan construint un processador quàntic únic al món, que s’anomena Quíone, com la deessa grega de la neu. La seva particularitat és que estudia per mitjà del control d’àtoms individuals refredats a temperatures ultrafredes. Han fet falta una dotzena de Premis Nobel recents per fer-ho possible. Vivim en el moment de la Segona Revolució Quàntica i, en el futur, en sentirem molt a parlar.

Abans has parlat de la implicació de la fotònica en la revolució de la medicina. Creus que un futur on la prevenció de malalties gràcies als fotons i la nanociència és cada vegada més a prop?

La nanomedicina és una àrea fascinant. És un clar exemple del paradigma actual on els avenços importants requereixen aportacions des de diverses àrees de coneixement. En aquest cas, calen avenços en nous materials, biotecnologies, fotònica, enginyeria, algoritmes, medecina, química entre d’altres. Aquest àmbit cerca avançar en tècniques de medicina personalitzada, i també en la identificació i comprensió del mateix origen de les malalties a escala molecular i cel·lular. Naturalment, aquí les preguntes centrals les aporten la biologia i la medicina, que es recolzen en els altres avenços tecnològics. La fotònica hi aporta la capacitat de detectar coses amb exquisida precisió i de manera mínimament invasiva.

Quines són les limitacions de la fotònica avui en dia?

En destacaré només una. La fotònica és especialment important a l’hora de portar els avenços científics a la societat. Em refereixo a la integració; és a dir, la capacitat de fer aparells cada vegada més petits, compactes i barats. L’impacte que l’electrònica ha tingut, té i tindrà a la nostra civilització es deu precisament a la seva gairebé inconcebible capacitat d’integrar milions i milions de dispositius en un sol xip. El xip que avui en dia porten alguns raspalls de dents té més memòria i potència de càlcul que l’equivalent que portaven les naus del programa Apollo per anar a la Lluna. Els xips fotònics no aspiren a arribar al mateix nivell, però sí que necessiten avançar en miniaturització, cosa que permetrà portar a la societat importants avenços que ara només ho són en l’àmbit científic.

Fa poc vam tenir el plaer de parlar amb Gustavo Deco, un dels referents de la neurociència al nostre territori, i ens va dir que ara com ara “el cervell no té una teoria”. Gràcies a la fotònica, aconseguirem descobrir-la?

Quanta raó té el Dr. Deco! Farà falta de tot per avançar en aquest àmbit. Un cervell humà conté uns 86 000 milions de neurones, junt amb un nombre similar d’altres tipus de cèl·lules no neuronals. Com s’ho fan per treballar juntes? En termes generals, un ésser viu és possiblement la cosa més meravellosa que hi ha en tot l’Univers. Com s’ho fan els deu milions de milions de cèl·lules individuals per organitzar-se en un ésser humà i mantenir-lo funcionant durant moltes dècades, en alguns pocs casos gairebé un segle, sovint amb molt poques errades que elles mateixes no puguin reparar? Per anar responent parcialment a aquestes preguntes, farà falta de tot i molt. Fotònica? També.

Creus que el valor de la divulgació està creixent dins de la comunitat científica respecte èpoques passades?

Carl Sagan, un dels divulgadors més famosos i reeixits de la història, insistia en la pregunta que es pot parafrasejar com: “Qui pren les decisions sobre la ciència i la tecnologia a una democràcia si la ciutadania no en sap?”. Aquest repte ha estat sempre important, però arribats a un punt on la ciència i la tecnologia empren un llenguatge molt tècnic, a l’època de l’anomenada intel·ligència artificial, les neurociències i la necessitat de desenvolupar tecnologies que permetin revertir el canvi climàtic, la pregunta és més actual que mai. 

Per què creus que és important?

És absolutament capital divulgar els avenços científics i les seves implicacions, per tal que el conjunt de la ciutadania puguem adoptar posicionaments racionals i ben informats respecte a totes les novetats i canvis que es viuen. 

Quines línies de treball destacaries de l’ICFO actualment?

Un dels exemples clars seria el lideratge de Quantica, una iniciativa que aspira a transformar Catalunya en un campió de les ciències i tecnologies quàntiques, i que inclou entre d’altres el projecte Qollserola, una xarxa de ciberseguretat quàntica que dotarà de seguretat informàtica reforçada a les xarxes de comunicacions d’entitats i empreses de Barcelona. També liderem la Xarxa de Fotònica Mèdica de Barcelona, participada per gairebé tots els hospitals de la ciutat. Un altre exemple és el programa Planeta Net, que agrupa tecnologies fotòniques adreçades a sostenibilitat i energies netes i que vam arrencar gràcies al suport de les Fundacions Mir-Puig i Ribas Araquistain i de l’Ajuntament de Barcelona.

Mesos enrere vas rebre la Medalla d’Or al Mèrit Científic. Què vas sentir amb aquest reconeixement?

Un honor immens, que a més a més va ser compartit amb persones que admiro i estimo. Barcelona té una ànima innovadora, moderna, avançada, ideal per a la ciència. Ja vaig tenir l’honor de dir-ho quan vaig llegir el Pregó de la Mercè fa uns anys: no molts indrets d’aquesta part del món tenen els ingredients dels quals gaudeix Barcelona per esdevenir un nucli d’avantguarda científica global.