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Horizon Europe: 100 miliardi di euro per la scienza europea

Il nono programma quadro di finanziamento che plasmerà la ricerca europea dei prossimi anni è quasi pronto, ma spetterà al nuovo Parlamento di Strasburgo approvarlo e metterlo in pratica

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La sede del parlamento europeo a Strasburgo (agefotostock / AGF)

I politici non brillano per velocità, ma quest’anno il Parlamento dell’Unione Europea e i leader degli stati membri hanno lavorato a tempo di record per elaborare un accordo che potrebbe assegnare ai ricercatori europei sovvenzioni per più di 100 miliardi di euro su un periodo di sette anni.

Un giorno prima che il Parlamento fosse sciolto, il 17 aprile, sono state approvate le linee generali del prossimo programma quadro europeo per la ricerca, Horizon Europe, che durerà dal 2021 al 2027. I programmi di ricerca pluriennali dell’UE, molto ambiti, sostengono la ricerca universitaria e industriale nei 28 stati membri e in altri paesi che pagano per partecipare, determinano gli obiettivi della ricerca scientifica e danno origine a iniziative importanti: la versione attuale del fondo, Horizon 2020, comprende progetti da un miliardo di euro dedicati al cervello e alle tecnologie quantistiche.

Il successo della trattativa, durata appena quattro mesi, ha dato un po’ di conforto a ricercatori e direttori scientifici preoccupati per i risultati delle elezioni del Parlamento europeo. Le precedenti elezioni si erano tenute nel 2014, prima che il Regno Unito si pronunciasse per l’uscita dall’UE e prima del netto aumento del sostegno ai partiti populisti in Polonia, in Italia e in altri paesi europei.

L’UE dedica alla ricerca più dell’otto per cento del suo bilancio settennale 2014-2020 di mille miliardi di euro, e alcuni funzionari ipotizzano che in futuro i mutamenti politici potrebbero modificare la disponibilità a spendere così tanto per la ricerca scientifica. “L’Europa non è più quella che era nelle scorse elezioni. Grazie a Dio siamo riusciti almeno a ottenere l’accordo parziale così presto”, ha commentato una fonte interna.

Molti fondi potrebbero ancora essere sottratti a Horizon Europe. Il nuovo Parlamento potrebbe ridurne il budget provvisorio, che nella proposta attuale è di circa 107 miliardi di euro e include un fondo per la ricerca nel settore della difesa per un valore di 13 miliardi di euro. Potrebbe anche ridistribuire i fondi all’interno del programma, oppure soffocare le speranze della Commissione europea, l’organo esecutivo dell’UE, di aprire ancora di più il programma Horizon Europe a partner extraeuropei come il Canada o la Corea del Sud, e anche al Regno Unito dopo la Brexit.

L’UE sovvenziona anche altre attività collegate alla ricerca (tra cui la proposta di un programma spaziale da 16 miliardi di euro che sarà supervisionato da una nuova agenzia europea con sede a Praga), che potrebbero anch’esse essere riviste nelle trattative sul budget. Inoltre, quest’anno il Parlamento, assieme ai capi di stato dei paesi membri, nominerà nuovi direttori per i vari servizi della Commissione, inclusa la Direzione generale della ricerca.

Anche se i politici non toccheranno il futuro budget per la ricerca e non modificheranno l’attenzione europea alla scienza, le tensioni geopolitiche potrebbero comunque rinfocolare ancora di più gli estenuanti dibattiti su come l’Unione europea potrebbe sostenere solo il meglio della ricerca e allo stesso tempo affrontare il problema delle disuguaglianze. Gli stati entrati a far parte dell’UE dopo il 2004 ricevono dal programma per la ricerca meno fondi (pro capite) di membri più ricchi come la Germania e la Francia, anche se l’UE aiuta i nuovi arrivati più poveri con altri fondi per le infrastrutture scientifiche.

Quel che è certo è che le discussioni sulle dimensioni e le finalità del prossimo programma quadro per la ricerca plasmeranno il futuro della scienza europea. “Horizon 2020 ha un’ottima fama a livello internazionale. Non esiste niente di paragonabile, e un singolo stato farebbe molta fatica a replicarlo”, afferma Paul Nurse, il genetista vincitore del premio Nobel che dirige il Francis Crick Institute di Londra. “Se il Regno Unito vuole continuare ad avere rilevanza scientifica dopo la Brexit, deve partecipare a Horizon Europe”.

Il motore della collaborazione europea
Perché Horizon Europe è così importante? Sarà la nona edizione della serie di grandi programmi europei di ricerca iniziati nel 1984. Un aspetto unico di questi sistemi di sovvenzioni è che per raggiungere obiettivi politici come quelli di stimolare l’economia e migliorare la salute e il benessere dei cittadini puntano su ampie collaborazioni transfrontaliere.

“Nessun altro sistema di ricerca al mondo funziona così”, commenta Nadia Rosenthal, esperta di genetica dei topi e direttrice scientifica al Jackson Laboratory a Bar Harbor, nel Maine, che ha partecipato ai consorzi di ricerca dell’UE quando lavorava al Laboratorio europeo di biologia molecolare (European Molecular Biology Laboratory) a Roma. Poiché l’Unione Europea decide il bilancio a tranche pluriennali, il programma quadro è abbastanza stabile anche dal punto di vista finanziario.

In media, i programmi di ricerca e gli altri fondi di ricerca europei rappresentano circa il 10-15 per cento della spesa totale annua per la ricerca e lo sviluppo (R&D) dei 28 governi degli stati membri. (L’influenza dei programmi nello stimolare la ricerca è stata maggiore di quanto possano far pensare queste cifre, perché in molti casi l’UE chiede ai partecipanti un investimento pari ai fondi ricevuti.)

I primi programmi destinavano quasi tutte le sovvenzioni alle collaborazioni industriali e transfrontaliere, ma a ogni edizione sono diventati più ampi e con iniziative più variegate. Con il quarto programma quadro, nel 1994, si è aggiunto il programma transnazionale di borse Marie Curie di formazione per la ricerca, oggi chiamate Azioni Marie Sklodowska-Curie; con il settimo programma quadro, nel 2007, è nato il prestigioso European Research Council (ERC), che assegna borse di valore considerevole a singoli scienziati eminenti-

L’ottavo programma quadro – quello ora in corso, cioè Horizon 2020 – ha infine  aggiunto l’Istituto europeo di innovazione e tecnologia (European Institute of Innovation and Technology, EIT), una serie di collaborazioni europee su larga scala per affrontare specifiche sfide a livello globale. Un elemento nuovo di Horizon Europe sarà il Consiglio europeo per l’innovazione (European Innovation Council, EIC), un programma di sovvenzioni progettato per dare sostegno agli imprenditori che lanciano imprese start-up e ai ricercatori che sviluppano idee commerciali innovative.

Impegnarsi tutti insieme
Il cardine fondamentale dei programmi di ricerca dell’UE sono le collaborazioni multinazionali tra università e industria, che costituiscono quasi metà del budget proposto per Horizon Europe e coprono aree come la salute, il clima, l’economia digitale, la sicurezza e l’alimentazione. Ai politici piacciono tantissimo, ma gli scienziati hanno spesso un atteggiamento più ambivalente: come fonte di sovvenzioni le collaborazioni di questo tipo sono le benvenute, ma a volte richiedono di fare i conti con regole burocratiche contorte.

Il processo di candidatura è complicato, secondo il ricercatore in biomedicina Seppo Ylä-Herttuala dell’Università della Finlandia orientale a Kuopio, che dal 1995 ha partecipato a una buona decina di collaborazioni del genere per sviluppare una terapia genica per le malattie cardiovascolari e che oggi commenta: “Ci vuole coraggio ed esperienza”. Ylä-Herttuala – che oggi nel quadro di Horizon 2020, partecipa a un consorzio che sta conducendo una sperimentazione clinica – osserva che, poiché la Finlandia è uno stato piccolo e ai margini geografici dell’Unione Europea, senza il consorzio europeo, ben più vasto e popoloso, non gli sarebbe stato possibile raccogliere il numero di pazienti necessario per la sperimentazione.

Le richieste per i programmi di collaborazione superano di gran lunga la disponibilità. La Commissione riferisce che nella prima metà di Horizon Europe la percentuale di candidature accolte è stata appena del 12,6 per cento e che secondo i responsabili della selezione circa un terzo delle candidature rifiutate avrebbe meritato i finanziamenti. (La percentuale di domande che vanno a buon fine è ora scesa al 12 per cento.) Anche l’ERC è inondato di richieste, con percentuali di accoglimento altrettanto basse. L’aumento delle risorse economiche previste per Horizon Europe è un tentativo di affrontare questo problema.

Horizon 2020 è ancora in corso, ma finora l’UE lo considera un successo; una valutazione intermedia resa nota nel 2017 rilevava che il programma ha avuto un impatto notevole.

Secondo le proiezioni elaborate con modelli macroeconomici, entro il 2030 il programma avrà generato più di 400 miliardi di euro in benefici economici e, sempre secondo la valutazione intermedia, più di quattro progetti su cinque tra quelli finanziati grazie a Horizon 2020 non sarebbero stati portati avanti senza i soldi dell’UE. Però il testo affermava anche che non si spende abbastanza per lo sviluppo sostenibile e la ricerca sul clima, e che il programma non ha raggiunto le aziende giovani in rapida crescita e gli innovatori che lavorano su tecnologie di punta. Il nuovo Consiglio europeo per l’innovazione vuole sopperire a questa mancanza.

Dai progetti flaghsip alle nuove “missioni”
Il nuovo programma porterà anche altri cambiamenti. All’interno di Horizon 2020 la Commissione aveva lanciato tre programmi principali, detti progetti flagship, con cui prometteva un miliardo di euro nel corso di dieci anni a singoli consorzi perché si concentrassero rispettivamente sul cervello, sul grafene e sulle tecnologie quantistiche.

L’idea dei progetti flagship è stata abbandonata, anche se i tre consorzi già attivi continueranno a essere sostenuti, mentre le idee che si stavano sviluppando per gli altri troveranno posto in altri settori di Horizon Europe, osserva Robert-Jan Smits, che ha contribuito a preparare la prima proposta di Horizon Europe in veste di direttore generale per la ricerca della Commissione, una carica che ha lasciato a marzo per diventare presidente del Politecnico di Eindhoven, nei Paesi Bassi.

La grande novità del programma sono le “missioni”, collaborazioni ben finanziate che dovrebbero avere un impatto misurabile in aree rilevanti per una parte significativa della popolazione europea. Invece di puntare su singoli consorzi, come facevano i programmi flagship, le missioni dovrebbero indire gare d’appalto e scegliere una costellazione di offerte vincenti. Per un periodo di prova di tre anni, fino al dieci per cento delle risorse economiche destinate a Horizon Europe sarà dedicato a un numero limitato di missioni. Le cinque aree proposte e inserite nell’accordo di aprile sono: cambiamento climatico, cancro, oceani e acque, città smart, e alimentazione e suolo.

Un sistema ingiusto?
Per gli scienziati di paesi che spendono poco per la ricerca, i programmi centralizzati dell’UE rappresentano una speranza. “Per noi i fondi europei per la ricerca sono a dir poco essenziali”, afferma Igor Papic, ingegnere elettrico dell’Università di Lubiana, in Slovenia, che partecipa a un progetto Horizon Europe il cui obiettivo è l’integrazione delle fonti di energia rinnovabile nella rete elettrica europea. “Se dovessimo affidarci solo alle fonti di finanziamento locali, di fatto non potremmo partecipare a questo tipo di ricerche.”

La maggior parte delle nazioni con budget limitati per la ricerca scientifica sono i paesi ex-comunisti dell’Europa centrale e orientale, che assieme a due piccoli stati come Cipro e Malta sono entrati a far parte dell’UE dopo il 2004. Finora questo gruppo, detto UE-13, ha ottenuto appena il cinque per cento dei fondi di Horizon 2020, anche se contribuisce per il nove per cento al bilancio totale. Tre nazioni dell’UE-13, cioè Cipro, Estonia e Slovenia, hanno ricevuto dal programma più di quanto abbiano versato, ma altri paesi hanno avuto meno successo: per ogni euro che Polonia e Romania hanno versato finora a Horizon 2020, hanno ricevuto solo 33 centesimi.

L’UE ha cercato di favorire l’aumento della partecipazione di scienziati e istituzioni nei paesi più deboli. Ha associato gli istituti di ricerca più importanti con altri nei paesi più poveri, ha dato contributi da usare per offrire a ricercatori di punta posti da direttore della ricerca presso le istituzioni dei nuovi stati membri e ha offerto corsi di formazione, supervisioni e consulenze destinati a migliorare la qualità delle richieste di sovvenzione nella fase di preparazione delle domande. “Il fatto è che di fronte ai paesi più forti ci manca proprio la capacità competere con successo per i fondi e per i migliori talenti”, sostiene David Smith, direttore dell’ente multidisciplinare Institut Ruder Boškovich a Zagabria, che è il più grande ente pubblico di ricerca della Croazia.

Horizon 2020 destina circa un miliardo di euro a questi tentativi di aiutare gli scienziati provenienti dalle regioni europee meno impegnate nella ricerca a essere più concorrenziali nella gara per i finanziamenti, ma Horizon Europe propone di triplicare la somma.

Altri aiuti agli stati dell’UE-13 arrivano sotto forma di fondi strutturali, sussidi per il miglioramento delle infrastrutture destinati alle regioni più povere dell’Unione, condizionati al fatto che gli stati riceventi investano fondi propri pari almeno a una parte di quelli ricevuti. Gli stati che hanno ottenuto questi finanziamenti li hanno finora per lo più destinati a progetti come la costruzione di strade, ma negli ultimi decenni la Commissione ne ha incoraggiato l’uso per sostenere la ricerca e l’innovazione.

Quest’anno, per esempio, la Croazia ha destinato 72 milioni di euro a una grande espansione dell’Institut Ruder Boškovich, in quello che è il maggiore investimento in ricerca mai finanziato nel paese da fondi strutturali. E all’interno di Horizon 2020 la Commissione ha permesso per la prima volta di pagare progetti di ricerca con i soldi dei fondi strutturali, grazie al programma Seal of Excellence, il quale sostiene le proposte che hanno ottenuto un punteggio alto ma non sono riuscite a ottenere sovvenzioni.

Tra il 2014 e il 2020 l’UE ha messo a disposizione 461 miliardi di euro in fondi strutturali e ha imposto agli stati membri l’obiettivo di investirne il 30 per cento in ricerca, ma in realtà i paesi hanno deciso di usarne a quello scopo meno del dieci per cento (44 miliardi di euro). Il fanalino di coda è stata la Romania, che ha indirizzato alla scienza solo il 4,5 per cento dei suoi fondi strutturali. L’ammontare totale dei fondi strutturali per Horizon Europe non è ancora stato negoziato, perché dipenderà dal bilancio generale dell’UE, sul quale gli stati membri e il nuovo Parlamento dovranno pronunciarsi entro la fine dell’anno.

La responsabilità di non sfruttare al meglio le possibilità offerte dall’UE va ascritta in realtà ai governi nazionali dell’UE-13, sostiene Christian Ehler, un politico tedesco che si è dato da fare per far arrivare il pacchetto Horizon Europe al Parlamento europeo, che commenta: “Devono sviluppare una maggiore voglia di scienza. I paesi che oggi hanno solo poche unità di ricerca concorrenziali faranno fatica ad avere successo se non rafforzano in modo netto la loro capacità complessiva di ricerca”.

Per quanto generosi, i fondi strutturali non possono bastare a contrastare del tutto le ingiustizie, afferma Janusz Bujnicki, direttore del reparto di bioinformatica all’International Institute of Molecular and Cell Biology a Varsavia e membro di un importante gruppo di consulenti scientifici della Commissione. “I nostri governi e gli enti scientifici devono anche assicurarsi che i fondi strutturali siano usati in modo sostenibile”, aggiunge. “Limitarsi a erogare fondi di avvio per le infrastrutture scientifiche e a pregare che Dio mandi più soldi per la ricerca in sé non è una buona idea.”

Aprirsi al mondo
Alcuni paesi extraeuropei sono già “membri associati” di Horizon 2020 e questo, in pratica, li mette nelle stesse condizioni degli stati membri quando si tratta di chiedere finanziamenti. Alcuni di questi paesi sono geograficamente vicini, come la Norvegia e la Svizzera, altri sono più lontani, come Israele, ma ci sono anche paesi che hanno chiesto di aderire all’UE, come la Turchia. Per partecipare, ciascuno di questi paesi versa un contributo in base alle dimensioni della sua economia.

La Commissione vorrebbe però aprire di più Horizon Europe e permettere l’associazione di paesi con una solida tradizione scientifica, come il Canada, l’Australia e forse la Corea del Sud. “Le grandi sfide sociali dell’Europa, come il cambiamento climatico, le malattie infettive e la sicurezza alimentare, sono sempre di più sfide globali; dobbiamo collaborare a livello globale”, spiega Smits.

Alcune nazioni esterne ottengono già qualche somma piuttosto modesta dall’UE, perché possono essere coinvolte in collaborazioni multinazionali su iniziativa di singoli ricercatori, ma non possono fare domanda per ottenere fondi dall’ERC e non possono figurare come coordinatori principali dei programmi multinazionali.
La proposta di aprire il programma scientifico dell’UE al mondo potrebbe trovare qualche resistenza, soprattutto in un nuovo Parlamento di tenore populista, sostiene Christian Naczinsky, funzionario del ministero austriaco della ricerca scientifica. Due membri associati, Israele e la Svizzera si sono già aggiudicati, insieme, quasi il 12 per cento dei fondi erogati dall’ERC, con grande rammarico degli stati membri che hanno ottenuto di meno. Lo stato membro che ha tratto maggior beneficio dall’ERC è il Regno Unito, che si è aggiudicato il 20 per cento dei fondi: se lascia l’UE ma continua a partecipare ai programmi di ricerca non farà che aumentare la percentuale di ambite sovvenzioni che andranno a stati non membri.

La Commissione ha proposto un’idea diversa: che i partner esterni all’UE paghino un importo pari alle sovvenzioni che ricevono. Questo sistema con pagamento a consumo vedrebbe i partecipanti di maggior successo contribuire ai fondi dell’ERC invece di attingervi. In teoria, paesi come il Regno Unito potrebbero sovvenzionare la propria ricerca senza l’aiuto dell’ERC, ma nella pratica potrebbero avere difficoltà a replicare gli standard elevati che l’agenzia ha raggiunto grazie alla competizione a livello europeo.

Leadership scientifica
L’Unione Europea non si limita a distribuire fondi per la ricerca, ma approva anche leggi che riguardano l’ambito scientifico, che spesso hanno effetti anche sul resto del mondo. Un ottimo esempio è la legislazione REACH del 2007, che obbliga le aziende a registrare le informazioni di sicurezza per le sostanze chimiche che vogliono commercializzare nell’UE: questo provvedimento ha indotto le aziende di tutto il mondo a conformarsi agli standard europei.

Anche le recenti leggi sulla protezione dei dati hanno avuto un impatto più ampio, perché riguardano tutte le aziende private che vogliono operare in Europa. La spinta dell’UE a favore della open science, che chiede la liberalizzazione dell’accesso agli articoli scientifici e ai loro dati, ha peso limitato a livello economico ma stabilisce un precedente che altre nazioni potrebbero seguire. L’Unione Europea è in prima linea anche nella battaglia contro l’inquinamento da materie plastiche: una delle ultime azioni del Parlamento uscente è stata l’approvazione di una norma che a partire dal 2021 vieta gli oggetti di plastica usa e getta come posate e cannucce.

Nel prossimo decennio le azioni contro i cambiamenti climatici acquisteranno un rilievo sempre maggiore nel programma legislativo europeo e probabilmente costituiranno anche una parte importante del prossimo programma di ricerca. L’Unione Europea punta a ridurre le emissioni di gas serra almeno del 40 per cento (rispetto ai livelli del 1990) entro il 2030. Lo scorso anno la Commissione ha proposto di destinare 320 miliardi di euro, cioè un quarto della spesa prevista per il periodo 2021-2027, al raggiungimento di questo obiettivo; si tratta di una cifra superiore ai 206 miliardi di euro (un quinto) del budget attuale. Si ipotizza che più di un terzo dei fondi previsti per Horizon Europe avrà questa destinazione.

La struttura e la dotazione economica di Horizon Europe non saranno decise prima della fine del prossimo anno, dopo che il Parlamento e i governi degli stati membri avranno concordato il bilancio generale dell’UE. A quel punto la nuova Commissione sarà ben avviata: il mandato degli attuali 28 Commissari, uno per ciascun paese dell’UE, termina il 31 ottobre di quest’anno.

A quel punto potrebbero anche essere chiari i modi e i tempi di uscita del Regno Unito dall’Unione Europea, che poi avrà solo 27 membri. Il budget al momento proposto per Horizon Europe è basato sull’ipotesi che la Brexit abbia luogo, ma aumenterebbe se la Gran Bretagna non uscisse dall’UE.

Forse gli scienziati di nessun altro stato membro apprezzano l’importanza dei fondi europei per la scienza quanto quelli del Regno Unito, che hanno già avuto tre anni per riflettere sulle conseguenze di una loro eventuale perdita. “Il livello di collaborazione sulle grandi sovvenzioni europee finanziate dai programmi quadro dell’UE non ha paragone con alcun altro meccanismo di cui io abbia mai fatto parte”, afferma Bernard Siow, che sviluppa sistemi di imaging per tessuti biomedici al Francis Crick Institute. “Non avere l’opportunità di partecipare ai quei progetti sarebbe una grande perdita per me e per i ricercatori miei colleghi.”


L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Nature” il 22 maggio 2019.

 





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Detective presso Computer Crime Research Center. Investigazioni Roma. Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Seminario Analisi del Crimine Violento Università di Roma

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Agenzia nazionale per la ricerca, i dubbi degli scienziati

Il governo italiano ha in progetto di istituire un’agenzia per coordinare i finanziamenti alla ricerca su scala nazionale. Tuttavia, riferisce “Nature”, gli scienziati non sono stati coinvolti nella sua pianificazione e ne temono la dipendenza dal potere politico

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Il Presidente del consiglio Giuseppe Conte (© Alessandro Serrano / AGF)

Il governo italiano sta discutendo l’istituzione di un’agenzia nazionale per la ricerca, un’organizzazione che potrebbe aumentare il finanziamento alla scienza di centinaia di milioni di euro all’anno. Ma anche se gli scienziati hanno richiesto a lungo questo tipo di agenzia, alcuni sono preoccupati per questi ultimi piani. Lamentano che i ricercatori non siano stati coinvolti nelle discussioni sulla sua organizzazione e temono per la sua indipendenza dall’influenza politica.

Il primo ministro Giuseppe Conte, che guida un governo di coalizione tra il Movimento 5 Stelle e il Partito Democratico, ha parlato dell’idea di un’Agenzia nazionale per la ricerca (ANR) in un discorso nello scorso settembre. La proposta sarà discussa in parlamento questo mese nell’ambito della legge di bilancio 2020.

L’Italia ha già diversi meccanismi per finanziare la scienza di base, ma i ricercatori lamentano che il sistema è disordinati e i bandi per le richieste di finanziamento subiscono spesso dei ritardi. L’attuale Programma nazionale per la ricerca (PNR) ha un budget di 2,5 miliardi di euro per il periodo 2015-2020. Ma la principale fonte di denaro per la ricerca di base, il programma dei Progetti di ricerca d’interesse nazionale (PRIN), ha aperto un bando per la richiesta di fondi l’ultima volta nel 2017. Inoltre, l’Italia investe nella ricerca solo l’1,2 per cento del suo prodotto interno lordo, un valore molto al di sotto dell’obiettivo dell’Unione Europea del 3 per cento.

Molti scienziati avevano sperato in un’agenzia che potesse semplificare il finanziamento della ricerca, ma notano che l’ANR non fa che aggiungere un’altra organizzazione con un proprio budget. E non è ancora chiaro in che modo l’ANR dovrebbe interagire con gli altri meccanismi italiani di finanziamento della scienza. Il progetto in discussione afferma che l’agenzia coordinerebbe la direzione della ricerca nelle università e negli enti pubblici di ricerca, finanzierebbe progetti “altamente strategici” e incoraggerebbe la partecipazione italiana alle iniziative di ricerca europee e internazionali. Riceverebbe 25 milioni di euro nel 2020, 200 milioni nel 2021 e 300 milioni all’anno dal 2022.

Un’occasione mancata
“È incoraggiante che la questione faccia parte dell’attuale strategia del governo. Sfortunatamente, il modello che ne sta alla base non è ancora chiaro”, afferma Vincenzo Costanzo, oncologo dell’Istituto FIRC di Oncologia Molecolare (IFOM) di Milano. La mossa è un’occasione mancata per portare tutti i finanziamenti della ricerca del governo sotto un unico organismo in modo trasparente e indipendente, aggiunge. “Abbiamo davvero bisogno di un’agenzia che regoli le richieste annuali di sovvenzione”.

I ricercatori lamentano anche di non essere stati coinvolti nella pianificazione dell’ANR e sono preoccupati per l’indipendenza politica dell’agenzia. Secondo il disegno di legge, i vertici dell’ANR saranno nominati principalmente da politici: il primo ministro sceglierebbe il direttore e i ministri selezionerebbero la maggior parte degli otto membri del comitato esecutivo dell’agenzia. Molti avevano invece sperato in un’agenzia diretta da manager della ricerca e consulenti scientifici.

Nel complesso, l’agenzia è un passo avanti positivo, afferma Giuseppe Remuzzi, direttore dell’Istituto di ricerca farmacologica Mario Negri di Bergamo. Ma il ruolo del governo dovrebbe essere limitato a dare suggerimenti sulle nomine e i membri del comitato esecutivo dovrebbero essere scelti da un gruppo che opera secondo le migliori pratiche della comunità scientifica internazionale, dice. “Non vedo un’analisi seria della situazione attuale della nostra ricerca né una visione a lungo termine né l’impegno a investire nella scienza. Il rischio è che si tratti di una mossa di facciata vuota e pericolosa”, afferma Alberto Mantovani, direttore scientifico dell’IRCCS Humanitas di Milano.

Lorenzo Fioramonti, ministro italiano per l’istruzione, l’università e la ricerca, afferma che dovrebbero essere gli scienziati a cotribuire allo sviluppo dell’ANR. Era coinvolto nell’idea di creare l’agenzia, ma dice di essere sorpreso che il progetto di legge includesse anche informazioni sulla governance dell’agenzia. “La funzione e la governance dell’agenzia possono essere decise solo dopo una discussione con la comunità di ricerca”, afferma. Fioramonti aveva sperato che il disegno di legge servisse solo a costituire l’agenzia, e che i dettagli della sua gestione fossero decisi all’inizio del prossimo anno.

(L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Nature” il 20 novembre 2019 )





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Continua la caccia al neutrino di Majorana

Ancora risultati incoraggianti dall’esperimento Gerda, in corso ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso: potremmo essere più vicini all’individuazione del neutrino di Majorana, una delle particelle più sfuggenti al mondo

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(immagine: Getty Images)

Esiste? Non esiste? E se esiste, com’è fatto? Domande alle quali, al momento, ancora non abbiamo trovato una risposta. Ma, a piccoli passi, con tanta pazienza, sembra che finalmente procediamo nella direzione giusta. L’oggetto delle questioni è un’entità più che ineffabile: i fisici la chiamano neutrino di Majorana. Una particella teorizzata dal fisico catanese, mai osservata sperimentalmente e che – qualora esistesse per davvero – dovrebbe coincidere con la propria antiparticella. Il motivo di una ricerca così affannosa è presto detto: individuare e caratterizzare il neutrino di Majorana aiuterebbe a far luce su uno dei più grandi misteri della fisica moderna, ovvero la cosiddetta asimmetria tra materia e antimateria – il fatto che nell’Universo si osserva più materia che antimateria (il che è un bene per noialtri, perché le due entità, se fossero presenti in pari quantità, si annichilerebbero completamente a vicenda).  È per questo motivo che diversi esperimenti in tutto il mondo – Gerda, Cuore, Nemo-3 e tanti altri – continuano a bombardare isotopi di germanio, tellurio e altri elementi in attesa di osservare un evento di decadimento direttamente riconducibile all’esistenza del neutrino. Al momento, i risultati non sono in alcun modo conclusivi: gli scienziati sono riusciti a migliorare significativamente potenza, sensibilità e precisione degli apparati sperimentali ma del neutrino ancora nessuna traccia. E non c’è modo, almeno finora, di capire se l’evento è talmente raro e sfuggente da avere poche speranze di osservarlo in tempo ragionevole e con la tecnologia che abbiamo a disposizione o se, più semplicemente, stiamo cercando qualcosa che non esiste.

Ripasso di fisica. Stando a quello che sappiamo finora, tutte le particelle elementari, e le loro mutue interazioni, sono descritte e regolate dalle leggi del cosiddetto Modello standard, una teoria che ha superato con successo innumerevoli prove sperimentali. Un modello corretto, dunque, ma incompleto, nel senso che le sue equazioni non riescono a giustificare l’asimmetria tra materia e antimateria. Una possibile spiegazione del fenomeno, fornita da diverse estensioni del Modello Standard, prevede che i neutrini siano particelle di Majorana, ovvero che coincidano con la propria antiparticella. In altre parole, che neutrino e antineutrino siano la stessa cosa. Excursus nell’excursus: i neutrini sono entità con massa molto piccola – fino a non molto tempo fa pensavamo addirittura che non avessero massa – e carica elettrica neutra; per di più, interagiscono molto poco con la materia, ragion per cui sono estremamente difficili da studiare e individuare. Cionondimeno sono di estremo interesse per i fisici, dal momento che giocano un ruolo centrale nel funzionamento delle stelle, nell’esplosione delle supernovae e nella formazione degli elementi durante il Big Bang.

Se cercare i neutrini è già di per sé così difficile, capire se sono o meno una particella di Majorana lo è ancora di più. Per provare a osservarlo, i fisici vanno a caccia di un particolare tipo di decadimento radioattivo, il cosiddetto decadimento β doppio senza neutrini (neutrinoless double-β decay, o 0νββ). Si tratta di una reazione in cui due neutroni all’interno di un nucleo atomico decadono simultaneamente in due protoni e due elettroni senza rilasciare alcun neutrino: la misura dell’energia dei due elettroni, spiegano all’Infn, costituisce la firma principale del β doppio senza neutrini. In altre parole, osservare il decadimento implicherebbe, indirettamente, l’esistenza del neutrino di Majorana. “L’osservazione di un eventuale neutrino di Majorana”, ci aveva spiegato Antonio Polosa, fisico teorico della Sapienza università di Roma, “sarebbe di importanza capitale per la fisica moderna. Da quando infatti si è scoperto che il neutrino è una particella massiva, e non senza massa come ritenuto in precedenza, il fatto che il neutrino possa coincidere con la propria antiparticella gioca un ruolo centrale nella teoria della supersimmetria, una teoria fisica secondo la quale ogni bosone avrebbe un corrispondente fermione simmetrico e viceversa (bosoni e fermioni sono le due classi in cui sono divise tutte le particelle elementari in base al valore dello spin).

L’ultima notizia, in ordine di tempo, è che gli scienziati dell’esperimento Gerda (GERmanium Detector Array), in corso ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Lngs-Infn), che si occupano per l’appunto della ricerca del neutrino di Majorana, sono appena riusciti a raggiungere un nuovo record di sensibilità del rivelatore, il che potrebbe auspicabilmente rendere più vicina l’individuazione della particella. I dettagli della ricerca sono stati pubblicati su Science. Gerda è un esperimento allestito sotto le migliaia di metri cubi di roccia del Gran Sasso, che fungono da schermo naturale per i raggi cosmici, le particelle energetiche provenienti dallo Spazio che creerebbero disturbi al rivelatore. “Quando si cercano eventi rarissimi come il decadimento senza neutrini”, ci racconta Riccardo Brugnera, ricercatore Infn, professore all’Università di Padova spokeperson di Gerda, “il nemico è il rumore di fondo, ovvero tutti i segnali esterni che possono coprire quello cercato. Per abbattere il più possibile il rumore di fondo si combinano tre approcci: il posizionamento del rivelatore in un luogo il più possibile schermato dai raggi cosmici [sotto la roccia del Gran Sasso, in questo caso, nda], l’uso di un materiale più puro possibile e un insieme di tecniche di analisi statistica che filtrano matematicamente il rumore”.

L’esperimento è costituito da diversi cilindri di un isotopo del germanio (l’isotopo 76, l’unico che almeno teoricamente potrebbe generare un decadimento doppio beta) immersi in un criostato che contiene 63 metri cubi di argon liquido tenuto a una temperatura di -190 °C. Il criostato è a sua volta immerso in un contenitore riempito con 590 metri cubi di acqua ultrapura: l’argon e l’acqua sono privi di contaminazioni e agiscono come ulteriori schermi contro la radiazione naturale proveniente dall’ambiente esterno. Due anni fa i responsabili di Gerda erano riusciti a minimizzare il rumore di fondo: l’esperimento, al momento attuale, è quello con minor rumore di fondo tra tutti quelli che cercano di vedere il decadimento senza neutrini. “Con l’abbattimento degli eventi di fondo ai livelli che siamo riusciti a raggiungere”, dice ancora Brugnera, “Gerda si è posto nelle condizioni ottimali per poter rivelare il decadimento senza neutrini. Oggi abbiamo fatto un ulteriore passo avanti, migliorando significativamente la sensibilità dello strumento. Siamo arrivati a una sensibilità per il tempo di dimezzamento del germanio (cioè il tempo che deve trascorrere affinché la metà dei nuclei dia luogo al decadimento) di oltre 1026 anni, di gran lunga superiore all’età dell’Universo.

Di per sé, sapere che per osservare un decadimento senza neutrini bisogna aspettare un’età superiore a quella dell’Universo sembrerebbe una notizia non troppo confortante. Ma non è così: “Il fatto che siamo riusciti a raggiungere questa sensibilità”, conclude Brugnera, “ci aiuterà a progettare esperimenti più efficienti. Dal momento che l’evento che cerchiamo è così raro, per aumentare le probabilità di osservarlo non resta altro da fare che aumentare la massa del germanio: più atomi ci sono, più è probabile che avvenga il decadimento. E infatti Gerda terminerà la sua presa dati alla fine di quest’anno e sarà sostituito da un nuovo apparato, Legend-200, basato sugli stessi principi ma con un numero 5 volte superiore di rivelatori e un fondo previsto 5 volte inferiore. Legend-200 migliorerà così di un fattore 10 la sensibilità record di Gerda”.





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Ecco la stella di neutroni più massiccia mai osservata

L’oggetto si chiama J0740+6620 e le sue caratteristiche sono state studiate da un’équipe di ricercatori del National Radio Astronomy Observatory alla University of Virginia e pubblicate sulla rivista Nature Astronomy.

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Credits immagine: X-ray (Nasa/Cxc/Eso/F.Vogt et al); Optical (Eso/Vlt/Muse & Nasa/STScI)

Più che stella di neutroni, è praticamente un buco neroche non ce l’ha fatta. Perché, stando a quanto dicono gli scienziati che l’hanno scoperta e caratterizzata, le sarebbe bastato un pizzico di massa in più per farla collassare su se stessa, schiacciata dalla sua stessa forza gravitazionale, e farle cominciare ad attirare tutta la materia circostante. Ma è comunque un oggetto da record: si tratta infatti della stella di neutroni più massiccia mai osservata finora. Contiene oltre due volte la massa del Sole, compressa in una sfera di appena 30 chilometri di diametro – si pensi, per confronto, che la nostra stella ha un diametro di quasi un milione e mezzo di chilometri.

L’oggetto si chiama J0740+6620 e le sue caratteristiche sono state studiate da un’équipe di ricercatori del National Radio Astronomy Observatory alla University of Virginia e pubblicate sulla rivista Nature Astronomy.

Stelle di neutroni e buchi neri

Le stelle di neutroni rappresentano l’ultima fase di vita di stelle molto grandi, che pesano tra 8 e 30 volte più del Sole. Quando esauriscono il carburante che innesca e mantiene attive le reazioni di fusione nucleare che avvengono al loro interno, queste stelle cominciano a espellere violentemente materiale nello spazio circostante. Infine, collassano sotto la propria forza gravitazionale, accorpando tutta la materia rimanente (generalmente dell’ordine di una o due volte la massa del Sole) in uno spazio piccolissimo. Ne risulta un oggetto ad altissima densità, pari a quella che si misura nei nuclei degli atomi: le stelle di neutroni, per l’appunto.

I buchi neri, come accennavamo, si formano più o meno allo stesso modo, anche se hanno bisogno di una massa di partenza ancora maggiore: al momento non è mai stato osservato un buco nero più leggero di cinque masse solari. Uno dei problemi ancora irrisolti riguarda, per l’appunto, la zona grigia tra stelle di neutroni e buchi neri, e in particolare il calcolo preciso della massa massima (ci si perdoni il gioco di parole) che porta alla formazione di una stella di neutroni e della massa minima necessaria alla formazione di un buco nero.

E poi riuscimmo a misurar le stelle

Il metodo usato per la misurazione della massa di una stella di neutroni. Credits: Yukterez/Wikimedia Commons
Misurando la massa di J0740+6620, gli astronomi hanno cercato per l’appunto di trovare una risposta a questa domanda. Riuscirci non è stato facile: la stella di neutroni si trova a oltre 4500 anni luce di distanza dalla Terra e ruota molto velocemente su se stessa. Analizzando le caratteristiche delle onde emesse dalla stella – e misurando in particolare un effetto chiamato ritardo temporale di Shapiro– per un arco temporale di cinque anni, gli scienziati sono riusciti a determinare la massa della stella stessa, pari a 2,14 masse solari, espressa in un intervallo di confidenza del 68,3%, il che la rende la stella di neutroni più massiccia mai osservata con questa precisione.

In passato sono state individuate altre due stelle di neutroni, PSR J2215+5135 e PSR B1957+20, con massa stimata di 2,27 e 2,4 masse solari rispettivamente, ma si tratta di misure meno attendibili rispetto a quelle condotte con il metodo usato dagli autori dello studio attuale. E dunque, fino a prova contraria, il record spetta a J0740+6620.





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