Vivere nel centro del mirino Understand article

Tradotto da Lucia Morganti. Tutti i principali centri di ricerca a raggi X e neutroni si servono di instrument scientist, che sono allo stesso tempo scienziati sperimentali esperti, responsabili delle relazioni e ricercatori. Andrew Wildes dell’Institut Laue-Langevin ci racconta come riesce a…

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concessa da ILL / P Ginter

Negli ultimi 14 anni ho lavorato come instrument scientist all’Institut Laue-Langevin (ILL) di Grenoble, in Francia. La vita sulle Alpi francesi è ovviamente tutta un’altra cosa rispetto a quella nelle pianure dello stato di Victoria, in Australia, da dove vengo, anche se la qualità del vino è simile. Sono arrivato in Europa dopo aver conseguito una laurea in fisica presso l’Università di Melbourne e un dottorato in fisica della materia condensata alla Monash University, entrambe in Victoria. Inizialmente ho lavorato all’Università di Oxford, nel Regno Unito, occupandomi di esperimenti di scattering di neutroni e raggi X, ma poi, poco prima che il mio contratto terminasse, mi è stato offerto un posto all’ILL. Pur avendo trascorso più tempo a lavorare qui che per entrambi i miei diplomi e per il post doc messi insieme, questo periodo mi sembra volato!

L’ILL è una struttura di ricerca ad alto flusso di neutroni, senza dubbio la sorgente di neutroni più potente al mondo. Più di 40 apparecchiature per gli esperimenti scientifici sono collegate al reattore nucleare che genera neutroni. Gran parte della strumentazione è utilizzata per scattering di neutroni, quattro apparecchi sono utilizzati per la fisica nucleare, uno per la radiografia e uno per l’interferometria. Tutti gli strumenti sono diversi, sebbene la scienza che permettono di studiare abbia aspetti in comune. Mi piace pensare all’istituto come a una gigantesca scatola degli attrezzi in cui gli scienziati possono scegliere lo strumento adatto per risolvere ogni problema che si presenta.

Tre lavori in uno

L’ILL dà lavoro a circa 70 scienziati a tempo pieno, e il nostro compito si può dividere grossomodo in tre parti. In primo luogo, ognuno è responsabile della cura e dello sviluppo di uno degli strumenti. Io lavoro al D17, che è un riflettometro progettato per misurare le proprietà delle superfici e delle interfacce delle sotto-superfici nascoste dentro ad un campione. Lo strumento viene costantemente modificato, a seconda delle idee che ci vengono per migliorarlo – come aumentare l’intensità dei neutroni o sviluppare il software che lo fa funzionare. Gli esperimenti scientifici condotti con D17 riguardano ambiti molto vari, dagli studi delle membrane biologiche alla catalisi chimica al magnetismo, e quindi un’attenta riflessione e il pensiero laterale sono necessari per ottimizzare ogni singolo esperimento.

VIVALDI, un tipico
diffrattometro Laue per
neutroni

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La seconda mansione degli instrument scientist è aiutare gli accademici in visita a condurre ed interpretare i propri esperimenti, in qualità di contatto locale. L’ILL ospita circa 2000 scienziati ogni anno, per un totale di circa 750 esperimenti all’anno. Chiunque può proporre un esperimento all’ILL, ma esso deve venire approvato da un processo di valutazione scientifica competitivo. Una volta che il proposal è accettato, ai ricercatori viene assegnato un beam time per portare a termine l’esperimento. Per gli esperimenti di scattering di neutroni occorrono tipicamente fra due giorni e due settimane, secondo gli strumenti e il tipo di esperimento, e i visitatori vogliono sfruttare al meglio ogni neutrone disponibile.

D17, un riflettometro a
neutroni progettato per
misurare le proprietà delle
superfici e delle interfacce
delle sotto-superfici
nascoste dentro ad un
campione

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concessa da ILL / Briq

Questo aspetto del nostro lavoro può dare molte soddisfazioni, perché io e i miei colleghi siamo esposti a nuove idee e finiamo per conoscere tante persone. Possiamo essere il contatto locale di qualunque strumento dell’ILL. Oltre a lavorare al D17, io faccio spesso la persona di contatto locale degli spettrometri a tre assi, che sono strumenti particolarmente adatti a misurare le vibrazioni strutturali e magnetiche nei cristalli. Poter lavorare ad altri apparecchi significa collaborare a stretto contatto con i visitatori che girano fra le varie apparecchiature dell’ILL – molto meglio che restare inchiodato ad un unico tipo di esperimento con uno strumento solo.

Come terzo compito, tutti gli instrument scientist hanno i propri progetti di ricerca. In fin dei conti, l’ILL viene giudicato in base alla scienza che produce, e noi siamo incoraggiati a pubblicare regolarmente i nostri risultati. La mia ricerca consiste nella misurazione delle strutture magnetiche e della loro dinamica. Un neutrone è privo di carica elettrica, ma ha un momento magnetico che interagisce con un’eventuale induzione magnetica in un campione; questo rende lo scattering di neutroni una tecnica efficace per gli esperimenti di magnetismo.

Divisione del lavoro: in
qualità di instrument
scientist, Andrew Wildes ha
diverse responsabilità

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concessa da Andrew Wildes

Uno dei miei progetti di ricerca riguarda le strutture magnetiche dei vetri metallici a base ferrosa, che sono abbastanza sconosciute ma ampiamente utilizzate nell’industria. Con un altro progetto mi occupo delle strutture e delle vibrazioni magnetiche in materiali a bassa dimensionalità, come le pellicole magnetiche. La ricerca è forse la parte più stimolante e divertente del mio lavoro, perché mi permette di usare la mia immaginazione e occuparmi della scienza che più mi interessa.

Una carriera con i neutroni

La divisione delle ore di lavoro fra i tre compiti di un instrument scientist può avere grandi fluttuazioni. Bisogna sforzarsi di trovare il tempo per tutti e tre, e a volte sembra di fare effettivamente tre lavori! In particolare, quando c’è qualche problema con gli strumenti o i visitatori hanno bisogno di aiuto, trovare tempo per la propria ricerca può diventare molto complicato. Il reattore è attivo in 4 cicli di 50 giorni all’anno, e durante questi cicli può essere davvero molto occupato. Fra un ciclo e l’altro, c’è più tempo per concentrarsi nell’analisi dei dati, la stesura degli articoli di giornale, la partecipazione a conferenze, sebbene ogni modifica importante del reattore debba essere fatta proprio quando il reattore è spento. Trovare il tempo per le vacanze con tutti questi impegni può essere un problema, soprattutto quando bisogna negoziare con la propria famiglia.

Eppure, essere un instrument scientist significa avere un gran bel lavoro, divertirsi un sacco e coltivare molte opportunità di carriera. Qualche anno fa, lo scattering di neutroni era ritenuto in declino, con la chiusura di un gran numero di centri storici per lo studio dei neutroni. Invece assistiamo a una nuova onda di investimenti, con la costruzione di molte nuove e potenti sorgenti di neutroni in tutto il mondo, e anche con le nuove strumentazioni nei centri ormai affermati come l’ILL. Gli instrument scientist sono molto richiesti, e quindi si tratta di un ottimo momento per scommettere su una carriera con i neutroni.

Il reattore dell’ ILL
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concessa da ILL / Artechnique

Un buon modo per iniziare è provare gli esperimenti con i neutroni nel periodo del dottorato. Io ho utilizzato lo scattering di neutroni durante il mio dottorato, per la determinazione della struttura magnetica, e così ho imparato le nozioni fondamentali e ho conosciuto tante persone che utilizzano i neutroni, con molte delle quali collaboro ancora regolarmente. Una buona preparazione in fisica è utile per un instrument scientist, poiché le tecniche si basano tutte sui principi della fisica, ma centri come l’ILL forniscono ottime opportunità alla scienza interdisciplinare e assumono anche instrument scientist specializzati in chimica o biologia.

Dopo 14 anni, mi piace ancora lavorare all’ILL? Nel romanzo How To Be Good (Come diventare buoni) di Nick Hornby, il protagonista paragona la scienza e le arti dicendo che una “è tutta empatia e immaginazione e esplorazione e shock davanti alle novità, e il risultato è incerto”. Così mi sento con il mio lavoro ogni giorno. In realtà, il protagonista di Hornby si riferisce alle arti, e continua dicendo che la scienza “schiaccia prima un bottone e poi un altro, e bingo! Tutto funziona. È come manovrare un ascensore”. Credetemi, questo non ha niente a che fare con quello che facciamo, e non fa che dimostrare che Hornby dovrebbe passare un po’ più tempo in un laboratorio di fisica.

Ringraziamenti

Questa è una versione aggiornata di un articolo pubblicato in Physics World (vedi Wildes, 2007) ed è riprodotta con il permesso dell’editore.

 

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References

  • Wildes A (2007) Life in the line of fire. Physics World Sept 2007: 52-5

Resources

Institution

ILL

Review

Andrew Wildes, instrument scientist presso l’Institut Laue-Langevin, ci racconta la propria vita di scienziato professionista, permettendoci di capire come funziona un grande centro di ricerca internazionale. L’articolo è un buon punto di partenza per una discussione sulle possibili carriere degli scienziati, e in particolare dei fisici. Inoltre, fornisce informazioni su come funzionano e come vengono portate avanti le strutture di ricerca internazionali.


Alby Reid, Regno Unito




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