Un dottorato al MIT per la fusione nucleare

Il terzo capitolo del nostro viaggio nel mondo del dottorato negli Usa fa tappa a Boston. Francesco Sciortino ha 25 anni ed è al secondo anno di dottorato in fisica dei plasmi al Massachusetts Institute of Technology. Laureato a Londra, è partito per gli USA con qualche riserva e con l’obiettivo di contribuire allo sviluppo dei reattori per la fusione nucleare. Tra lezioni, esami e ricerche la pressione è alta, ma lavorare al MIT è un’occasione imperdibile per chi vuole “avere un impatto”.
Stefano Porciello, 30 Luglio 2018
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Relazioni internazionali e Studi europei

«Quello che ha portato me al MIT è un atteggiamento, non un’intelligenza particolare. Più che altro il fatto che non mi abbandono al disappunto quando qualcosa non funziona. E quello viene tutto dall’Italia». A parlare è Francesco Sciortino, di Viterbo: ha 25 anni e sta svolgendo il secondo anno di dottorato in fisica dei plasmi al Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston, una delle più prestigiose università del mondo. La sua formazione è stata, per sua scelta, tutta internazionale: gli ultimi anni di liceo investiti in un International Baccalaureate vicino Lancaster, Inghilterra, poi laurea e master all’Imperial College di Londra – contraendo un debito col governo inglese ancora da restituire – e alcune esperienze di ricerca importanti tra cui un anno passato a scrivere la tesi a Losanna, in Svizzera, e un soggiorno estivo a Princeton, USA. «Non vorrei dare l’impressione di essere stato il più bravo in assoluto» racconta, parlando della sua carriera accademica: «Ero in gamba, di certo in buona posizione nel mio corso all’Imperial College».
Francesco è sicuro che siano state proprio le sue esperienze in tanti Paesi e contesti diversi, conquistate con tenacia una dopo l’altra, ad aprirgli le porte del MIT. Del resto, racconta, sono l’arma più efficace a disposizione di uno studente straniero per dimostrare le sue capacità agli occhi di un’università americana. E ogni tanto bisogna anche avere una gran faccia tosta: «Subito dopo essere partito da Losanna, non avendo avuto i dati necessari per completare la ricerca su cui stavo facendo la tesi, feci domanda per avere nuovi esperimenti sul tokamak [il reattore per la fusione nucleare, ndr]», racconta. All’epoca aveva 22 anni: «Il mio supervisore a Losanna mi supportò molto e mi diedero il tempo, mi diedero l’accesso al tokamak, e quindi nella mia domanda al MIT scrissi che mi ero spinto oltre un limite presunto: [quello per cui] gli studenti di un corso di laurea triennale non dovrebbero fare una cosa del genere». A quanto pare, la commissione deve aver apprezzato tanta intraprendenza anche se, per via di un malfunzionamento, il suo esperimento non è mai stato finito.

IL CONTRIBUTO ALLA RICERCA SULLA FUSIONE NUCLEARE
Al MIT, Francesco lavora sul comportamento collettivo delle particelle all’interno dei plasmi, e in particolare sulle loro turbolenze. Così dà il suo contributo al Plasma Science and Fusion Centre del MIT, che sta cercando di costruire un nuovo e più efficiente tokamak. Il tokamak è un reattore per la fusione nucleare, una “bottiglia a confinamento magnetico” che – essendo una macchina toroidale – ha la forma di una grande ciambella. Al suo interno «creiamo un plasma, ossia ionizziamo un gas» racconta Francesco, spiegandone il funzionamento «Quando dico ionizziamo, intendo che prendiamo tutti gli atomi di un gas di deuterio e trizio – quindi idrogeno pesante – li facciamo dividere in elettroni e nuclei, li scaldiamo al punto da creare le condizioni statistiche perché i nuclei si infrangano uno contro l’altro, e superino la barriera che normalmente non gli permette di fondersi. Quando si fondono, una parte della loro massa si trasforma in energia […] Lo scopo è prendere questa energia e scaldarci l’acqua, e poi utilizzare il vapore acqueo per far girare una turbina».
In questo modo si potrebbe ottenere energia elettrica pulita e sicura, in quantità praticamente infinite. Il condizionale è d’obbligo, perché la fusione nucleare – sino ad oggi – ha sempre consumato più energia di quella che produce, affermandosi come una tecnologia antieconomica per definizione.
La sfida delle turbolenze su cui lavora Francesco è particolarmente stimolante a causa della sua complessità: siccome nei plasmi ogni particella è carica elettricamente, interagisce con tutte le altre particelle all’interno della macchina, dando vita a un sistema computazionale talmente complesso che la capacità di calcolo dei computer moderni non basta a risolverlo. Quando ci sono molte particelle in gioco, quindi, questi sistemi d’equazioni devono essere sempre semplificati. La ricerca di Francesco punta a costruire modelli che siano più facilmente trattabili, «che possano dare delle informazioni, dei feedback, su come costruire il prossimo reattore», spiega.

COSA SIGNIFICA FARE UN DOTTORATO AL MIT?
Tra gli articoli che mi avevano più colpito mentre facevo le ricerche per questa rubrica, quelli sui suicidi al MIT e sulla competizione esasperata nelle università della Ivy League erano stati sorprendenti, per quanto evidenziassero problematiche comuni a diverse università americane. Francesco racconta che la pressione è effettivamente alta, soprattutto all’inizio, quando anche a lui è successo di trovarsi in difficoltà per alcuni esami.
Tuttavia, la sua esperienza è positiva: «C’è tantissimo supporto psicologico per chi lo necessita. In generale mi chiedi: è un ambiente competitivo oppure è amichevole? C’è un po’ di tutto. Tra dottorandi non c’è competizione: la competizione è con il mondo esterno, decisamente».
Per ora, Francesco non deve fare attività d’insegnamento: il suo dottorato è tutto dedicato alla ricerca, ma «anche se si arriva con un master di qualunque forma, i corsi vanno presi lo stesso», dice. Le classi da frequentare sono tante: «I primi 4 mesi che sono arrivato qua ho fatto soprattutto preparazione per le quattro materie di base di fisica ed è stato un passaggio poco divertente», racconta Francesco. «Il dipartimento ti accoglie – in un certo senso – con un esame. Io sono arrivato qua il 24 agosto, e il 29 ti facevano provare questi esami per la prima volta […] Hai quattro tentativi, ma prima li passi, meglio è. Quindi si crea una certa pressione psicologica sullo studente», dice. Tutti i dottorandi di fisica devono svolgere almeno due corsi nella loro materia di specializzazione più altri due, su altre materie del corso di dottorato. «La sfida è giostrare tutte queste richieste per classi ed esami col fatto che devi cominciare a fare ricerca», spiega: «Quest’anno, almeno il 70% del mio tempo se n’è andato in ricerca».
Al di là di tutte le difficoltà, comunque, Francesco è entusiasta e parla dell’MIT come un posto di pragmatismo, una “bolla” – come la chiama più volte – con un «ecosistema di innovazione che si fa notare». Per lui, che era inizialmente molto scettico all’idea di trasferirsi a fare il dottorato negli USA, visitare il campus è stata una sorta di epifania, perché il potenziale di un dottorato al MIT si capisce a vista d’occhio: i laboratori, la cultura di ricerca, la storia accademica; dappertutto si nota il segno della forza del MIT. «Se la priorità di uno studente è avere un impatto – nel mio caso è vedere la fusione – è difficile dire di no», racconta Francesco. L’accademia è la spina dorsale del mondo culturale di Boston e Cambridge, composta dal MIT, Harvard, e tante altre università più e meno famose. «L’ambiente in cui vivo è fantastico, certamente», dice. «Sembra il mondo platonico in cui gli intellettuali dominano la sfera sociale. In realtà gli Stati Uniti non sono solo questo. C’è molto di più, non altrettanto condivisibile».
Tra le forze del MIT, secondo lui, c’è la consapevolezza di essere un punto di riferimento mondiale, una consapevolezza che contribuisce a creare una «una cultura per ogni ricercatore». «Mi ricordo che nella settimana che sono arrivato per iniziare il dottorato c’è stato il benvenuto dal Presidente dell’MIT», racconta Francesco: «Il suo messaggio era molto amichevole e non diceva: “Siete arrivati qua, siete i migliori del mondo, adesso andate a fare pubblicazioni!”. Diceva: “Uscite, e guardate cosa c’è intorno. Non chiudetevi nella vostra bolla: per avere grande impatto dovete sapere dov’è il problema”». E poi ci sono i soldi. Quelli che nutrono l’eccezionale “ecosistema d’innovazione” dell’università.

UN CONFRONTO TRA USA ED EUROPA
«Il paragone che mi viene chiesto di fare relativamente spesso tra il MIT in particolare e le università europee in parte è ingiusto. Perché il MIT ha molte più risorse della maggior parte delle università europee», dice Francesco. «In Europa abbiamo un sistema sociale che è molto diverso da quello degli Stati Uniti e ha molti aspetti positivi. Negli Stati Uniti le grandi università mi sembrano più isolate. La maggior parte delle persone conoscono le poche che stanno in cima alle classifiche, ma credo che in Europa ci sia un sistema più piatto: ci sono tante università che sono valide», dice.
Poi, per chi come lui si occupa di fusione nucleare, alcuni centri di ricerca universitari non possono reggere il confronto con altri: non solo per le possibilità economiche, ma anche per la loro storia. Il MIT, ad esempio, ha avuto un tokamak all’interno del campus sin dagli anni ’70. «Quindi c’è quell’esperienza dall’avere un tokamak a casa, c’è l’esperienza dovuta al fatto che il MIT ha un gruppo di ricercatori sui superconduttori ad alte temperature, che è molto avanzato – ed è quella la tecnologia che ci porta al prossimo passo. E poi c’è l’ecosistema d’innovazione del MIT», spiega Francesco. È un ecosistema che si nutre del prestigio della scuola, del know-how imprenditoriale sviluppato negli anni e della mobilitazione di studenti ed ex studenti attraverso il sistema degli Alumni. Per capirci, il MIT 24 hour challenge, una gara di fundraising che si è svolta il 14 marzo 2018 con il supporto di tutti i membri della comunità universitaria, ha raccolto quasi tre milioni e mezzo di dollari in una sola giornata. «Questo si dimostra un superpotere delle grandi università americane che non può essere sottovalutato», dice Francesco.
Un superpotere, quello di attrarre finanziamenti per tante attività diverse, che non è confinato alle iniziative di volontariato: Commonwealth Fusion System (CFS), una startup di recente formazione nata come spin-out del MIT, si è lanciata insieme all’università nella creazione di un nuovo reattore a fusione nucleare chiamato SPARC, che dovrebbe vedere la luce nei prossimi anni. Il progetto ha già attratto 50 milioni di dollari dall’ENI, che ha acquistato una quota rilevante di CFS, e dovrà riuscire a reperire molti altri fondi per poter compiere l’impresa di costruire un reattore commerciale capace di produrre efficientemente energia elettrica dalla fusione nucleare.
Aspettando di vedere se al MIT ce la faranno, qualche idea su come creare un terreno di coltura per l’imprenditorialità nelle nostre facoltà e per raccogliere finanziamenti attraverso iniziative di fundraising potremmo iniziare a “rubarla”.

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