Sul numero di Science della scorsa settimana sono state pubblicate due ricerche che sembrano uscite da un film di fantascienza. Alcuni ricercatori hanno trovato un metodo per posizionare in modo deterministico singoli atomi in strutture lineari e bidimensionali.

Ho letto gli articoli cercando di capire meglio: effettivamente i dettagli sono incomprensibili a noi non addetti ai lavori ma quello che ho capito è stato sufficiente a risvegliare la mia fantasia. Immaginate questo gruppo di ricercatori di diverse nazionalità che utilizzando macchine incredibili di cui neanche sapevo l’esistenza (uno Spatial Light Modulator, un’Acousto-optic deflector e molte altre) sono riusciti, dopo una vita di tentativi, a posizionare singoli atomi di Rubidio uno vicino all’altro, proprio dove volevano. Le scale dimensionali che hanno sfidato sono incredibilmente piccole. Pensate che se ingrandissimo ogni singolo atomo di un pompelmo alla dimensione di un mirtillo, il pompelmo diventerebbe grande come il nostro pianeta Terra. La realtà supera davvero la fantascienza.

Richard Feynman nel famoso articolo “There’s plenty of room at the bottom” del 1959 aveva predetto la possibilità di costruire manufatti su scala atomica in quanto del tutto compatibili con le leggi della fisica. Il suo discorso ha ispirato migliaia di studenti e di fatto ha dato origine ad una nuova scienza, che avrebbe ricevuto trent’anni dopo il nome di ‘nanotecnologie’ grazie a Eric Drexler. Questo genio visionario nel 1986, infatti, ha ipotizzato la realizzabilità teorica di un assemblatore universale da scrivania, in grado di prendere atomi da cartucce di singoli elementi per costruire qualsiasi oggetto esistente (dal computer più potente al mondo ad un iphone) e persino di riprodurre se stesso.

In fondo tutte le cose intorno a noi sono ricavate da diverse combinazioni di un’ottantina di elementi. E questi ricercatori hanno dimostrato che si sta davvero avvicinando il momento in cui potremo assemblarli come fossero mattoncini Lego. Per ora pochi, e solo di qualche elemento, ma abbiamo capito ormai che si può fare.

Insomma siamo un po’ più vicini alla nuova era dell’APM (Atomically Precise Manufacturing), della produzione a precisione atomica. Immagino che in un futuro non troppo lontano potremo produrre qualsiasi cosa sulla nostra scrivania. Kurzweil stima che il costo di produzione potrebbe essere di qualche centesimo al chilogrammo.

Drexler ha visto anno per anno la realizzazione delle sue predizioni e ha fatto profonde riflessioni su cosa possa succedere alla nostra civiltà introducendo una simile tecnologia. Le stampanti 3D sono solo un assaggio di cosa rende possibile condividere informazioni che si possono trasformare in oggetti fisici reali. L’impatto dell’APM sarà più forte dell’avvento dell’attuale era dell’informazione perché trasformerà radicalmente la base materiale della società.

Si prospetta un’era dell’abbondanza: produzione, trasporti, acqua e agricoltura diventeranno più semplici e più ecologici. Non solo si ridurranno le emissioni di Co2 e i rifiuti industriali, ma grazie alle nuove macchine sarà possibile ripulire le scorie già depositate nel nostro ambiente.

Un’era dell’abbondanza tutta da scoprire, in cui l’umanità dovrà reinventare le regole di convivenza, ridefinire il significato di lavoro (non serviranno più le fabbriche), capire come gestire tematiche di sicurezza legate alla produzione delle armi e chissà quante altre questioni.

Siamo i testimoni delle più rapide accelerazioni della storia, stiamo creando tecnologie che accelerano il processo stesso della creazione: mai come ora i nostri input sono stati così consequenziali.

L’applicazione più immediata delle tecniche spiegate su Science sarà nello sviluppo del computer quantico. Proprio i computer quantici avranno la potenza di calcolo necessaria per gestire modelli tridimensionali su scala atomica sempre più grandi e complessi. Mai come ora i nostri input sono stati così consequenziali.

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Articoli e libri consigliati:

Daniel Barredo et al., An atom-by-atom assembler of defect-free arbitrary two-dimensional atomic arrays, Science 25 Nov 2016, Vol.354, Issue 6315

Manuel Endres et al., Atom-by-atom assembly of defect-free one-dimensional cold atom arrays, Science 25 Nov 2016, Vol.354, Issue 6314

Richard P. Feynman, There’s plenty of room at the bottom , Dec 1959

K. Eric Drexler (1986), Engines of creation, Anchor Books

K. Eric Drexler (2013), Radical abundance, Public Affairs

Richard P. Feynman, Il piacere di scoprire, Adelphi

Ringrazio Rebecca Gentile per l’immagine dell’Atomic Assembler.