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Il nostro ambiente e le nostre società sono chiaramente in pericolo e stanno subendo importanti trasformazioni strutturali, in particolare attraverso il cambiamento climatico, la globalizzazione e la digitalizzazione. In questo quadro, la crisi ancora in corso legata al COVID-19 non ha fatto altro che rendere ancora più urgenti e pressanti le istanze legate ai Goal dello Sviluppo Sostenibile (SGDs). Sebbene le vie d’uscita dall’attuale situazione non siano ancora visibili, è chiaro che la crisi che stiamo vivendo ha il potenziale per cambiare in maniera profonda le nostre abitudini e la nostra vita.
In quest’ottica diventa sempre più importante la ricerca e lo studio di nuove soluzioni per avviare uno sviluppo sostenibile. Il progetto del CREF si concentrerà sull’agenda globale dell’innovazione, puntando ad incidere in questo modo su diversi settori legati agli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile. In particolare, a causa del crescente livello di urbanizzazione a livello globale, molti SDG sono destinati ad affrontare le questioni relative agli spazi urbani per migliorare l’accessibilità e la mobilità, ottimizzare la logistica e la gestione dei rifiuti, migliorare l’inclusione, promuovere una transizione verde.
Il team del CREF seguendo un approccio data-driven sostenuto dall’intelligenza artificiale sta studiando nuove soluzioni rendere le città più sostenibili e funzionali. L’urbanizzazione è una tendenza irreversibile nelle dinamiche demografiche globali. Il World Economic Forum (WEF) prevede che entro il 2050 il 68% della popolazione mondiale vivrà in città. Le città oggi stanno subendo cambiamenti significativi che richiedono un pensiero informato e strategico per raggiungere gli SDG. I fenomeni urbani (ad esempio, l’esclusione sociale e la gentrificazione, la mobilità e l’accessibilità, la gestione degli eventi pubblici, il recupero dopo i disastri naturali, la riprogettazione e la pianificazione dei confini delle città e delle aree funzionali) agiscono tutti a scale spaziali e temporali molto diverse.
La risposta alle sfide della sostenibilità urbana può venire solo da un approccio coordinato e multidisciplinare che operi a scale spaziali e temporali molto diverse. Dalla scala temporale breve del presente al pensiero strategico a lungo termine. Dalle micro scale di intervento a terra (sistemi di trasporto, logistica, ecc.) alla grande scala delle caratteristiche più complesse (inclusione, gentrificazione, vocazione di aree specifiche).
Le tecnologie quantistiche sono indubbiamente uno dei campi di maggiore interesse strategico al mondo. Ne sono testimoni gli enormi investimenti da parte degli Stati Uniti, della Cina e della comunità Europea, oltre al coinvolgimento di grandi realtà industriali come IBM e Google. Esistono numerosi problemi aperti legati alle tecnologie quantistiche, sia da un punto di vista fondamentale che applicativo. Nonostante un numero crescente di ricercatori e una comunità sempre più attiva, queste ricerche non hanno ancora raggiunto il grado di maturazione per avere un impatto concreto nella società o per cambiare in maniera radicale i paradigmi della scienza fisica moderna.
IBM al CES 2019 con il primo computer quantistico commerciale
I computer quantistici sono così importanti perché i calcolatori tradizionali non sono più in grado di elaborare l’enorme mole di dati di cui si può disporre oggi. Al classico bit si è sostituito il quantum bit, applicando le leggi della meccanica quantistica all’analisi delle informazioni. Sono nati così degli approcci data-driven attraverso cui si possono analizzare enormi quantità di dati e risolvere, seguendo una prospettiva scientifica, problemi di interesse sociale legati all’economia o all’ottimizzazione dei sistemi complessi.
 
Il Centro di Ricerca Enrico Fermi, nel prossimo piano triennale, s’impegnerà in una collaborazione con l’Università La Sapienza volta alla creazione e all’utilizzo di nuovi calcolatori ibridi classici/tradizionali. Del resto, l’illustre fisico da cui prende il nome il Centro di Ricerca fu uno dei pionieri per quanto riguarda la realizzazione e l’utilizzo di macchine calcolatrici. Oggi il CREF si pone la stessa sfida: perseguire lo sviluppo di macchine computazionali ibride che utilizzino sistemi quantistici fotonici per l’accelerazione della computazione, ma che forniscano il risultato del calcolo in una forma classica robusta, che non sia soggetta a decoerenza e, quindi, sia immediatamente interfacciabile con calcolatori tradizionali. Tutto questo avverrà arricchendo le fasi di sperimentazione ed analisi con l’intelligenza artificiale, pronta ad orientare ricercatori e decisori nella direzione più promettente.
Scopri di più cliccando sul link del nostro piano triennale:
 

 





This work represents a development of the study of the collapses of purely self-gravitating systems (see https://physics.aps.org/articles/v12/s19) to the case in which a dissipational gas component is also present. These latter systems show much richer morphological and kinematical structures that may have important observational implications to understand the kinematic and dynamics of the Milky Way as revealed by ongoing surveys such as the Gaia Mission.




 by Francesco Sylos Labini, Luis Diego Pinto, Roberto Capuzzo-Dolcetta 

Il metodo della Fitness economica è un buon modello per affrontare le sfide della complessità poste dalla pandemia da Covid19”. Lo sostiene il presidente del CNEL, Tiziano Treu, come metodo per l’individuazione dei progetti che l'Italia dovrà presentare per accedere alle risorse del Recovery Fund. "Il metodo della Fitness economica è riconosciuto a livello mondiale e in questo momento sarebbe particolarmente importante per lo sviluppo locale. Si tratta di una valutazione economica basata su dati oggettivi molto sofisticata che alla base ha l'idea di guardare alle capacità e alle attitudini che caratterizzano i diversi territori", continua Treu. "Molti dei progetti per il Recovery fund saranno di sviluppo locale e quindi dovranno essere molto precisi. Spesso siamo accusati di fare cose generiche; con questo metodo non ricadremmo in tale errore".


Secondo il presidente del CNEL, i Comuni italiani si sono dimostrati capaci di investire e di spendere bene i fondi e con il metodo della Fitness economica potrebbero potenziare lo sviluppo locale. Il Cnel vorrebbe testare il sistema in territori 'difficili' come la Sicilia orientale, il Lazio meridionale e l'area di Marghera. “La Fitness economica per l’approccio ai sistemi complessi ha funzionato in altre aree del mondo e ha avuto una valutazione positiva della Banca mondiale. Sarebbe un bene adottare il metodo ora che l'Europa ci chiede di essere concreti” aggiunge.


Il metodo EFC (Economic Fitness and Complexity) è presentato nell’ultimo numero dei “Quaderni del CNEL” dal titolo “La fitness economica dell'Italia e delle sue regioni: competitività e opportunità” dai suoi stessi autori, il prof. Luciano Pietronero, Andrea Gabrielli, Andrea Napoletano, Andrea Tacchella e Andrea Zaccaria e rappresenta un approccio radicalmente nuovo per l'analisi strategica della competitività industriale dei paesi e delle regioni ed è basato su elementi scientifici e testabili; implica un nuovo approccio al problema dei Big Data ispirato ai concetti e metodi della fisica Statistica e della Scienza della complessità.


Secondo gli economisti, al tempo del Covid-19 è necessario reinventare le teorie e le pratiche economiche. I tragici eventi dovuti al virus hanno portato ad una situazione in cui "l'intervento dei governi sarà inevitabilmente protagonista della ricostruzione socio-economica" quindi è necessario "un cambio di paradigma in cui si parte da una dettagliata analisi della situazione e si considerano le possibili traiettorie per il suo sviluppo".


Gli studiosi ritengono che il Covid-19 implichi "un ripensamento del nostro stile di vita" e rappresenti anche "una opportunità per migliorare le proprietà di resilienza. Questa nuova situazione mostra infatti l'importanza di valori comuni che vanno oltre quelli di efficienza e di competizione. Anche tutte le altre problematiche che necessitano cooperazione come la sostenibilità, il green deal, le disuguaglianze, il clima e la perdita di biodiversità appaiono ora molto più attuali, anche se le proposte concrete per questi problemi sono spesso controverse". In particolare, il "Quaderno del Cnel" indica che per l'Italia "c'è una particolare opportunità di sviluppo del settore IT" e quindi "si dovrebbe organizzare una strategia per cogliere al meglio questa opportunità".


Il nuovo approccio si concretizza in una analisi innovativa ed interdisciplinare basata su dati e metodi scientifici moderni dell'area dei Sistemi Complessi (networks, algoritmi, Machine Learning etc.) per definire oggettivamente lo stato di una economia e i suoi possibili sviluppi. L'obiettivo della Fitness per la Complessità Economica è individuare gli interventi economici appropriati per un determinato paese, un settore industriale ed un dato periodo. "La ripresa economica dal Covid-19 - sostengono gli autori della ricerca - può essere ottimizzata con queste metodologie che possono fornire delle analisi scientifiche e consapevoli e trasparenti per il decisore politico e per la società in generale"


Scarica il Quaderno CNEL “La fitness economica dell'Italia e delle sue regioni”

La rivista scientifica Nature Physics pubblica oggi, 7 settembre, uno studio congiunto, teorico e sperimentale, realizzato da un team a cui partecipano ricercatori del Centro Ricerche Enrico Fermi, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dell’Università di Trieste.
La pubblicazione, “Underground test of gravity-related wave function collapse”, presenta i risultati di una ricerca dedicata alla verifica del modello di collasso quantistico proposto da Lajos Diósi e Roger Penrose (modello DP) negli anni ‘80-’90 ed è stata condotta, per la fase di misure, con un rilevatore a germanio ultra-puro nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN, mentre l’analisi teorica è stata coordinata dall’Università degli Studi di Trieste. Il limite sul segnale rivelato dall’esperimento in due mesi di misure è mille volte più basso di quanto previsto dalla teoria DP, risultato che porta ad affermare che il modello, nella sua formulazione originale, è da escludere.
La Meccanica Quantistica è la teoria che descrive il mondo microscopico delle particelle e degli atomi. La caratteristica fondamentale dei sistemi quantistici, ampiamente verificata sperimentalmente, è la possibilità di vivere nella sovrapposizione di stati differenti, come “qui” e “là”. Questa strana proprietà, evidentemente, non si osserva alla nostra scala macroscopica, ma il motivo per cui ciò accade, il cosiddetto “problema della misura”, è ancora da capire ed è oggetto di intense ricerche che hanno ricadute anche nel campo delle tecnologie quantistiche.
Il fisico Roger Penrose propone che la soluzione al dilemma sia legata alla gravità. In particolare, il suo modello prevede che una sovrapposizione spaziale quantistica diventi instabile e decada, per effetto della gravità, in un tempo che Penrose stima essere tanto più breve quanto più l’oggetto è massiccio. La dipendenza della velocità del collasso dalla massa dell’oggetto spiegherebbe perché non osserviamo mai stati macroscopici in sovrapposizione: semplicemente la sovrapposizione collassa quasi istantaneamente in uno dei possibili stati.
Il punto importante in relazione alla ricerca pubblicata su Nature Physics, è che il collasso, nel far decadere le sovrapposizioni, genera un moto casuale – un tremolio di fondo che dovrebbe accompagnare il moto di tutte le particelle di materia – che nel caso di elettroni e protoni si accompagna all’emissione di una caratteristica, seppur debole, radiazione elettromagnetica.
Il team di ricerca, che vede un’importante partecipazione italiana, è andato alla caccia di questa radiazione, con uno sforzo congiunto teorico e sperimentale. Si tratta del primo esperimento potenzialmente in grado di rilevare il debole segnale elettromagnetico previsto dal modello DP. Dopo due mesi di presa dati ed un intenso lavoro teorico, l’esperimento ha potuto concludere che il segnale rivelato è mille volte più basso di quanto previsto dal modello DP. La misura stabilisce quindi un record in questo tipo di studi e, soprattutto, per la prima volta, esclude la teoria di Penrose nella sua formulazione originale, decenni dopo la sua proposta. Il team intende lavorare su modelli più sofisticati, aprendo dunque un nuovo campo di ricerca nello studio fra la gravità e la meccanica quantistica.
Il team
Il gruppo teorico composto da A. Bassi dell'Università di Trieste, L. Diósi del Wigner Research Center di Budapest e S. Donadi del Frankfurt Institute for Advanced Studies, ha calcolato il tasso aspettato di emissione della radiazione DP. Il gruppo sperimentale composto da C. Curceanu, M. Laubenstein dell'INFN e K. Piscicchia del Centro Ricerche Enrico Fermi ha eseguito una misura dedicata di questa radiazione in condizioni di rumore di fondo ultra-basso nel Laboratorio Nazionale sotterraneo del Gran Sasso dell'INFN.
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Still from interactive video installation, courtesy of camerAnebbia

In numerose malattie neurodegenerative progressive le modifiche cerebrali microstrutturali spesso precedono un danno tissutale più evidente, ma finora la risonanza magnetica per immagini (RMI) tradizionale non è stata in grado di rilevarle. Le metodologie innovative di RMI rendono tutto questo possibile, aprendo la strada a trattamenti e diagnosi precoci che potrebbero arrestare la progressione della malattia a uno stadio molto più precoce.
La RMI è una tecnica di immaginografia non invasiva che produce immagini dettagliate di tessuti e organi in pazienti svegli. È ampiamente utilizzata nell’immaginografia cerebrale, consentendo la visualizzazione dell’atrofia (riduzione di volume) di specifiche regioni cerebrali e la presenza di lesioni nei tessuti cerebrali che caratterizzano numerose malattie neurodegenerative, tra cui il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson e la sclerosi multipla (SM).
Le modifiche microstrutturali, come la perdita di guaina mielinica, spesso precedono l’atrofia e le lesioni, ma non sono visibili utilizzando la RMI tradizionale. Grazie al supporto del programma Marie Skłodowska-Curie, il progetto MICROBRADAM ha sviluppato nuove tecniche di RMI per superare queste barriere e migliorare gli esiti dei pazienti.
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Immagine: © Lightspring, Shutterstock

By Justin Lin, Masud Cader, and Luciano Pietronero


The path to becoming an advanced economy can be a difficult one that is fraught with obstacles, traps, and frequent reversals. Yet in the past half century several East Asian nations have completed the journey by increasing their “economic fitness”—implementing structural changes and leveraging their comparative advantages. Complexity and Economic Fitness is a methodology that measures the stage of an economy’s development and suggests feasible upgrades to more sophisticated production and diversity, which can lead to greater global competitiveness. This note highlights the East Asian lessons that African nations, and Ethiopia in particular, are putting to use. These include focusing on competitiveness in select industries, acquiring know-how from global leaders, seeking foreign partners and investment, and developing a national strategy to create the industries of the future. The application of these lessons is also of interest to private investors, as it can allow them to identify the economies utilizing Economic Fitness analyses and thus offer opportunities for growth and investment.


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Is there life on a distant planet? One way astronomers are trying to find out is by analyzing the light that is scattered off a planet’s atmosphere. Some of that light, which originates from the stars it orbits, has interacted with its atmosphere, and provides important clues to the gases it contains. If gases like oxygen, methane or ozone are detected, that could indicate the presence of living organisms. Such gases are known as biosignatures. A team of scientists from EPFL and Tor Vergata University of Rome has developed a statistical model that can help astronomers interpret the results of the search for these “signs of life”. Their research has just been published in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
“Astronomers already use various assumptions to evaluate how credible life is on a given planet,” says Claudio Grimaldi, a scientist at EPFL’s Laboratory of Physics of Complex Matter (LPMC) who is also affiliated with the Enrico Fermi Research Center in Rome. “One of our research goals was thus to develop a method for weighing and comparing those assumptions in light of the new data that will be collected over the coming years.”
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