A cura di MIUR - Direzione Generale per il coordinamento la promozione e la valorizzazione della ricerca

Viaggio alla scoperta del super-microscopio ESRF di Grenoble. Intervista a Francesco Sette

Viaggio alla scoperta del super-microscopio ESRF di Grenoble. Intervista a Francesco Sette

Francesco Sette è direttore generale dell'European Synchrotron Radiation Facility-ESRF, una delle più importanti infrastrutture internazionali per la luce di sincrotrone, che ha sede a Grenoble, in Francia. In questo laboratorio europeo, realizzato con l’importante contributo dell’Italia, si studiano i segreti della materia a livello atomico per testare nuovi materiali, studiare nuovi farmaci, analizzare opere d’arte, classificare fossili e molto di più. Il tutto grazie a una delle più potenti sorgenti di raggi X esistenti al mondo.

Professore, ci spiega in cosa consiste l’infrastruttura ESRF di Grenoble?

L’infrastruttura ESRF è composta da un anello circolare di 844 metri di circonferenza, all’interno del quale vengono fatti “correre” elettroni a velocità prossime a quelle della luce. La deviazione di queste particelle, indotta da campi magnetici, provoca l’emissione di una potente sorgente di luce a raggi X, che è circa 100 miliardi più potente dei raggi X comunemente utilizzati negli ospedali. Questo permette di studiare la struttura della materia in tutta la sua bellezza e complessità, con applicazioni in moltissimi campi: dalla chimica dei materiali alla medicina, dall’archeologia alla conservazione dei beni culturali.

Quanti ricercatori utilizzano ogni anno la vostra struttura?

Riceviamo ogni anno circa 2400 proposte di esperimenti e ne accettiamo meno della metà a causa del tempo disponibile sulle nostre 44 linee di luce, ognuna ottimizzata per particolari applicazioni scientifiche. Le ricerche compiute attraverso ESRF portano ogni anno a una media di 2 mila pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali, 300 delle quali su riviste di eccellenza con impact factor superiore a 7. Inoltre accogliamo ogni anno circa 7 mila visitatori, ed il 13% di questi sono italiani.

Alcuni esempi delle ricerche scientifiche effettuate attraverso ESRF?

Potrei citarne migliaia. Le ricerche condotte presso ESRF hanno portato fino a oggi alla vittoria di due premi Nobel per la chimica: nel 2009 per gli studi sulla struttura e funzione del ribosoma e nel 2012 per gli studi sui recettori accoppiati alle proteine G. Ma le ricerche coinvolgono i settori più disparati, inclusa l’analisi dei reperti fossili e la conservazione dei beni culturali. Alcuni ricercatori dell’Università di Bologna, ad esempio, sono riusciti a svelare, utilizzando la luce di sincrotrone di Grenoble, l’autenticità di un fossile di un dinosauro semi-acquatico ritrovato in Mongolia, che ha portato a identificare una nuova specie di dinosauri acquatici. Scienziati del CNR sono invece riusciti a svelare i segreti delle scritture di alcuni papiri carbonizzati della biblioteca di Ercolano, rimasti sepolti dall’eruzione del Vesuvio nel 79 d.C.

Qual è il ruolo dell’Italia nell’infrastruttura di Grenoble?

Gli italiani hanno una grande tradizione nel campo delle ricerche con la luce di sincrotrone e l’Italia è fra i principali contributori dell’infrastruttura di Grenoble, assieme a Francia e Germania. Il nostro Paese ha partecipato per il 13,2% alla realizzazione dell’infrastruttura e moltissimi fisici dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare hanno avuto, ed hanno tutt’oggi, un ruolo chiave nel progetto. Poi non dobbiamo dimenticare che l’utilizzo della luce di sincrotrone per scopi sperimentali è stata resa possibile grazie all’invenzione del primo Anello di Accumulazione-AdA, progettato e realizzato nei Laboratori di Frascati dell’INFN dai fisici Bruno Touschek, Giorgio Salvini e colleghi.

I Laboratori di Frascati sono anche stati uno dei punti di partenza della sua carriera.

Nell’ambito della mia tesi di laurea in fisica all’Università Sapienza di Roma, ho avuto il privilegio di far parte per più di un anno, proprio a Frascati, del gruppo PULS-Progetto Utilizzazione Luce di Sincrotrone del CNR, che adoperava l’anello di accumulazione ADONE dell’INFN come sorgente di luce di sincrotrone. Quegli anni sono stati essenziali per la mia formazione di fisico. In seguito ho trascorso 8 anni negli Stati Uniti prima di approdare a Grenoble nel 1991, inizialmente come group leader e poi come direttore generale.

Quali sono i prossimi sviluppi dell’infrastruttura ESRF?

Siamo in procinto di costruire una nuova macchina di quarta generazione, che permetterà di moltiplicare di un fattore 100 le prestazioni dei sincrotroni esistenti in termini di brillanza e coerenza. La nuova infrastruttura, che dovrebbe diventare operativa nel 2020, è stata inserita nella roadmap ESFRI 2016, che raccoglie le principali infrastrutture di ricerca di interesse europeo, ed è frutto di un’idea del fisico italiano Pantaleo Raimondi, attuale direttore della divisione acceleratori dell’infrastruttura ESRF di Grenoble. A seguito dell’ideazione di questa nuova macchina, ESRF apre una nuova stagione nell’uso dei raggi X per la microscopia in 3D a risoluzioni spaziali fino al milionesimo di millimetro. Tutti i centri di luce di sincrotrone esistenti al mondo sono oggi in procinto di studiare come adattare il progetto di Raimondi al loro anello di accumulazione: tra questi anche il centro di eccellenza italiano di Trieste, il sincrotrone Elettra, che operando un acceleratore di 2.0/2.4 GeV complementa in termini di linee di luce e di gamma di energie i raggi X prodotti dal sincrotrone di 6 GeV di Grenoble.