El 7 de juny es lliuren al Teatre Nacional de Catalunya els Premis Nacionals de Recerca 2021, atorgats pel govern de la Generalitat i la Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació. En la seva trenta-dosena edició, el premi principal ha reconegut la recerca teòrica del físic polonès Maciej Lewenstein, investigador Icrea que dirigeix un grup de recerca en òptica quàntica a l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), mentre que el premi al talent jove ha recaigut en un sistema de tractament d’aigua inventat per l’enginyera bioquímica sèrbia Jelena Radjenovic, investigadora Icrea de l’Institut Català de Recerca de l’Aigua (ICRA) de Girona.
Saber una mica de tot
Quan va acabar el doctorat en òptica quàntica a Alemanya, el seu director de tesi li va dir que s’havia de dedicar a camps de la física més generals. I així ho va fer. “He après que és més interessant saber una mica de tot que tot sobre alguna cosa”, diu. Perquè saber-ho tot de tot... “no és possible!”, rebla Maciej Lewenstein amb un somriure subtil que s’endevina en el seu posat melancòlic. Aquest científic nascut a Varsòvia el 1955 es defineix com a físic teòric. “Fem models dels fenòmens físics amb mètodes tan versàtils que es poden aplicar a molts camps”, explica. En els últims anys ha treballat sobretot en física atòmica i òptica quàntica. Per aquesta feina ha estat reconegut amb el Premi Nacional de Recerca 2021. Però també ha estudiat el moviment de partícules individuals en fluids, que es considera fonamentalment aleatori però que, diu, “volem controlar per dirigir medicaments al lloc adequat en els tractaments mèdics del futur”. L’anomenada física de processos ultraràpids, que tenen lloc en un lapse de mil·lèsimes de bilionèsimes de segon, és una altra de les seves especialitats. “No m’avorreixo”, assegura.
El futur quàntic
Un altre dels camps en què Lewenstein ha treballat intensament és el de les tecnologies quàntiques, que segons molts experts tenen el potencial de revolucionar les comunicacions i la computació. Sobre això, el guardonat és optimista en alguns àmbits i pessimista en d’altres. Veu molt de potencial en els anomenats simuladors quàntics, que són sistemes experimentals i, per tant, controlables, que es comporten de manera semblant a sistemes reals més complexos. El coneixement que se n’obté al laboratori es pot utilitzar per entendre els sistemes reals que s’hi assemblen, com ara els superconductors, materials que poden conduir l’electricitat sense pèrdues d’energia. “Com que molta de l’energia elèctrica que produïm es perd mentre es transporta, aquests materials són importants; permetrien atenuar alguns conflictes”, opina Lewenstein. “Tenim models de la superconductivitat que pensem que són bons però que no podem resoldre amb ordinadors clàssics i creiem que es pot trobar un sistema quàntic experimental per simular el fenomen”, aclareix.
Pel que fa als ordinadors quàntics, Lewenstein és pessimista. “I no soc l’únic”, puntualitza. “La idea de la computació quàntica es basa en uns estats quàntics que són molt fràgils i que requereixen tenir la màquina completament aïllada del seu entorn, però si hem d’obtenir els resultats dels càlculs que ha fet, no la podem tenir mai aïllada del tot, cosa que limita molt aquesta tecnologia -explica-. Hi ha molta gent que hi treballa, i s’ha de fer, però penso que els simuladors quàntics són molt més importants perquè ja existeixen i funcionen”.
L’altra tecnologia quàntica a què Lewenstein augura un futur pròsper i proper és la seguretat. “Com s’ha vist amb el cas Pegasus, la seguretat en les comunicacions és un tema molt important i això la quàntica ho pot canviar en els propers cinc anys”, pronostica. “Primer arribarà a bancs, estats i exèrcits”, això sí. Però hi ha una cosa que, segons ell, serà d’accés general més aviat: els nombres aleatoris. “Moltes tècniques de seguretat en comunicació es basen en nombres aleatoris que es generen amb ordinadors clàssics i que no són veritablement aleatoris, però ja hi ha empreses que ofereixen generadors de nombres aleatoris quàntics, que ho són de debò”, matisa. Com que el grau de seguretat depèn fortament de la qualitat atzarosa d’aquests nombres, sobretot quan s’utilitzen grans quantitats de dades com es fa avui dia, aquests generadors poden tenir un impacte important en la seguretat de qualsevol comunicació.
Expert en jazz i improvisació lliure
A més de dedicar-se a una gran varietat de camps de la física, Lewenstein té una vida paral·lela com a crític de jazz. “Soc un col·leccionista genètic -confessa-. El meu pare col·leccionava de tot i jo m’he especialitzat en discos”. En té vuit o nou mil. No ho sap del cert perquè fa temps que va perdre el compte i també el control del seu catàleg musical. “Per això he escrit dos llibres sobre el jazz polonès i un sobre l’avantguarda musical a Catalunya, Polònia i Portugal”, es justifica en to de broma.
L’afició musical de Lewinstein va començar amb les cançons polítiques que cantava durant la seva etapa universitària a la Polònia comunista. Bob Dylan i Leonard Cohen, sobretot, però també cantautors polonesos i russos com Vladímir Vissotski. D’aquí va passar al jazz i del jazz a la improvisació lliure i l’avantguarda. Tant és així que els últims dos anys ha impartit un curs d’història de la improvisació lliure a l’Escola Superior de Música de Catalunya (Esmuc). “A Barcelona, soc l’únic que té tots aquests discos i que pot il·lustrar la història d’aquesta música”, diu amb una resignació irònica.
La importància de divulgar
Lewenstein també veu en aquesta música una manera d’acostar l’atzar dels processos quàntics que governen la matèria a escales microscòpiques al públic no especialista. “La mecànica quàntica és molt difícil d’entendre intuïtivament perquè no és intuïtiva”, afirma. “L’art, sobretot l’abstracte i el contemporani, pot ajudar-hi perquè es basa en intuïcions que no són del tot clares -afegeix-. Amb l’artista sonora Reiko Yamada hem traduït processos aleatoris quàntics a la composició d’avantguarda i hem fet concerts al Sónar i conferències internacionals”. Considera que la divulgació és important i, a més, diu, “m’ajuda a flexibilitzar la intuïció, cosa que després em resulta útil a l’hora de fer recerca”.
La seva relació amb el món intel·lectual rus i ucraïnès fa que estigui “molt tocat” per la situació a Ucraïna. “A un dels meus col·legues ucraïnesos li van disparar mentre fugia de Kíiv amb la seva família”, explica mentre es posa literalment les mans al cap. “Mark Tokar, un dels millors contrabaixistes d’improvisació lliure del món, és a l’exèrcit ucraïnès i cada cinc dies envia missatges per Facebook dient que està viu”, afegeix amb cara d’espant. Sobre el conflicte, Lewenstein diu que “normalment les coses no són blanques ni negres, però en aquest cas sí: Rússia és l’agressora, té una ideologia de liquidació d’Ucraïna com a país, tal com va fer Hitler amb Àustria, Txecoslovàquia i Polònia”. “No és fàcil que s’acabi la guerra perquè Putin vol guanyar”, conclou.
Passió per l’aigua
“El sector de l’aigua és molt conservador, les tecnologies noves triguen entre trenta i quaranta anys a comercialitzar-se”. Ho diu Jelena Radjenovic, que va néixer i formar-se a Belgrad el 1980 i, després d’una etapa a Austràlia, ha desenvolupat des de Catalunya un sistema de tractament d’aigua que supera l’eficàcia i el cost dels seus predecessors a l’hora d’eliminar compostos persistents com els perfluorats. Aquestes molècules, riques en fluor i d’us habitual en els processos industrials de fabricació d’objectes com la roba de gore tex o les paelles antiadherents, es van dissenyar a les dècades dels 50 i 60 justament amb l’objectiu que no es degradessin. Es va fer tan bé que fins i tot se n’han trobat a la sang dels ossos polars.
Una qüestió de preu
L’invent premiat de Radjenovic està format per esponges de grafè i uns elèctrodes que quan es connecten al corrent indueixen una electròlisi que separa l’oxigen de l’hidrogen de l’aigua i fa que els perfluorats es transformin en diòxid de carboni i fluor, que queda atrapat a l’esponja. Això millora notablement els sistemes electroquímics actuals de tractament d’aigües en dos aspectes fonamentals: no genera els residus que es formen a partir del clor de l’aigua i que també són molt difícils d’eliminar, i costa menys de 50 euros el metre quadrat quan la resta de sistemes en costen més de 3.000. El dispositiu està format per mòduls de deu centímetres que es poden unir per formar-ne de més grans. “Es poden alimentar amb plaques fotovoltaiques”, assegura la investigadora. A més, “nosaltres mateixos hem produït els materials per construir-los, que són de baix cost”, explica. En aquests moments, el sistema està patentat i s’estan mantenint converses amb la indústria perquè es pugui comercialitzar aviat.
La seva passió per l’aigua neta no s’acaba al laboratori. De la seva estada a Austràlia recorda amb un punt de nostàlgia les immersions entre taurons a les aigües cristal·lines del Pacífic.
Premis a l'educació tecnològica i a la recerca en metàstasi
El jurat dels Premis Nacionals de Recerca també ha reconegut la Fundació Banc Sabadell en la categoria de Mecenatge Científic, per impulsar la ciència multidisciplinària des de 1994 mitjançant el finançament de projectes de recerca. El projecte “Som investigadores”, del Barcelona Supercomputing Center / Centre Nacional de Supercomputació (BSC-CNS), ha guanyat el premi en la categoria de Comunicació Científica. Aquesta iniciativa ofereix visites a infants de 3r i 4t de primària amb l’objectiu d’utilitzar el superordinador MareNostrum 4 per fer atractives la ciència i la tecnologia a l’alumnat de primària, amb una atenció especial a les nenes. El premi al Partenariat Publicoprivat en Recerca i Innovació ha recaigut en el Centre de Visió per Computador i l’empresa Intel Intelligent Systems Lab pel desenvolupament de CARLA, un simulador de codi obert i sense ànim de lucre per a sistemes autònoms de conducció urbana. Finalment, l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB) i ICREA han rebut el premi d’Innovació a la Creació d’una Empresa de Base Científica per la creació d’Ona Therapeutics, que desenvolupa noves teràpies contra la metàstasi del càncer.
