Lunghe esperienze all’estero, competenze in diverse aree scientifiche, capacità di orientarsi tra bandi, burocrazia, la pioggia di soldi del Pnrr. È l’identikit del professore universitario, ordinario e associato, delle discipline STEM, acronimo dall’inglese Science, technology, engineering and mathematics.

Che diventa STEMM se si aggiunge Medicina, che raccontiamo nella terza puntata di questa inchiesta. Un mondo in cui i saperi sono sempre più interconnessi. Ecco dieci docenti, da Nord a Sud, impegnati a disegnare il nostro futuro.

MARICA BRANCHESI. Non capita a tutti di ricevere il distintivo di socia dell'Accademia dei Lincei dal premio Nobel Giorgio Parisi. È successo lo scorso 11 novembre alla professoressa Branchesi, 46 anni, una delle scienziate italiane più apprezzate nel mondo, ordinaria di Astrofisica al Gssi-Gran Sasso Science Institute all'Aquila. La sua attività di ricerca è finalizzata allo sviluppo dell'astronomia multi-messaggera, che utilizza osservazioni elettromagnetiche e onde gravitazionali per comprendere i fenomeni transienti, velocissimi, più carichi di energia dell'universo. Nel 2018 è stata inserita da Time tra le 100 persone più influenti del pianeta. Inoltre, è impegnata sul fronte del divario di genere. «Bisogna fare un lavoro culturale affinché, quando le donne raggiungono dei successi in campo scientifico, questi non vengano messi in discussione», ha detto in occasione della Giornata delle donne e delle ragazze nelle scienze 2023.

FRANCESCO CARDARELLI. Il suo gruppo di ricerca ha sviluppato un approccio in cui un fascio di luce laser viene fatto orbitare intorno a strutture cellulari o sub-cellulari per catturare informazioni su processi molecolari che avvengono al loro interno, alla scala del miliardesimo di metro. «Così possiamo studiarle con una precisione mai raggiunta prima. Si apre la prospettiva di guardare dentro strutture cellulari microscopiche e in movimento, per decifrare quantitativamente i processi che ospitano», afferma Cardarelli, 43 anni, professore associato di Fisica Applicata nella Scuola Normale Superiore di Pisa. Le sue ricerche, che di recente hanno ricevuto un finanziamento europeo (ERC consolidator) di due milioni di euro, hanno importanti risvolti in campo medico. «Il caso di studio è il granulo di insulina, struttura sub-cellulare chiave per il controllo della glicemia e implicata nella patologia diabetica».

CAMILLA COLOMBO. Come se non bastassero i rifiuti sulla Terra, c'è un'altra emergenza meno visibile ma sempre più preoccupante: i detriti spaziali. Le ricerche di Colombo, 42 anni, professoressa associata di Meccanica del volo spaziale nel Politecnico di Milano con un'esperienza decennale nel Regno Unito, hanno l'obiettivo di mitigare il rischio crescente di collisioni e consentire in futuro l'uso sostenibile dello spazio. La sua ricerca, finanziata dall'Agenzia Spaziale Europea, dal Consiglio Europeo della Ricerca e dall'Agenzia Spaziale Italiana, si concentra sulla modellazione e mitigazione dei detriti spaziali, nonché sull'analisi e la progettazione di missioni e gestione del traffico spaziale. Di recente ha ricevuto un Consolidator grant ERC per il progetto “Green species”, allo scopo di definire un modello economico per lo sviluppo sostenibile delle attività spaziali. «Con il progetto verrà sviluppato un modello probabilistico dei detriti spaziali, nel quale saranno considerate tutte le variabili di natura fisica, economica e politica».

FEDERICO FANTI. Ha ottenuto il dottorato di ricerca in Scienze della Terra all'università di Bologna, poi ha girato il mondo per studiare ecosistemi e faune fossili del periodo Mesozoico, partecipando a scavi in Alaska, Turkmenistan, Canada, Australia. A 41 anni, Fanti è professore associato di Paleontologia e Paleoecologia all'Alma Mater. Oltre a insegnare, realizza documentari. «Mi occupo principalmente di dinosauri e di come la loro evoluzione sia strettamente legata ai cambiamenti dell'ambiente», dice. Negli ultimi anni si è concentrato su due aree: il Deserto del Gobi in Mongolia, dove con un team internazionale ha lavorato per comprendere un ecosistema vecchio di 80 milioni di anni. La seconda è il Villaggio del Pescatore, a Trieste, il più importante sito dell'area mediterranea dove studiare i dinosauri. Nel 2017 è stato scelto come Emerging Explorer dalla National Geographic Society.

SIMONA GIUNTA. Il GiuntaLab, il laboratorio che dirige, studia il ruolo dell'instabilità genomica nelle malattie degenerative come cancro e invecchiamento. È rientrata in Italia nel 2020 dopo quasi vent'anni all'estero, grazie anche al premio Rita Levi Montalcini "Rientro dei Cervelli" del MUR. Ora è professoressa associata di Genetica umana a Sapienza Università di Roma e di recente ha ottenuto dall'European Research Council (ERC) un milione e mezzo di euro per continuare la ricerca avviata nel 2021 sui cromosomi, in particolare sul centromero umano. Questi fondi offriranno la possibilità di compiere passi decisivi nel campo delle scienze biomediche, acquisendo una conoscenza sempre più approfondita del centromero umano, includendo i processi di mutagenesi, danno e riparazione del Dna. «L’obiettivo del progetto è capire quanto sia significativa la variabilità nel Dna tra persone diverse, per migliorare la possibilità di intervenire in maniera mirata e personalizzata su queste regioni genomiche».

LUCA PAGANI. Per studiare il Dna e il rischio genetico di individui che derivano dalla mescolanza di varie popolazioni, Pagani ha combinato conoscenze evoluzionistiche e biomedicali. Laureato in Biologia nella Scuola Normale Superiore di Pisa, ha 38 anni ed è professore associato in Antropologia Molecolare nell'Università di Padova. Studia la genetica di popolazione e la storia evolutiva della nostra specie attraverso genomi moderni o estratti da reperti archeologici (Dna antico). Nel 2021 ha conseguito il premio Antonio Feltrinelli dell'Accademia dei Lincei nella categoria giovani per la biologia. «Ho studiato biologia molecolare, ma mi interessava studiare la storia delle popolazioni umane dal punto vista culturale ed etnografico. Poi con la rivoluzione della genomica ho scoperto che era possibile mettere insieme le due cose», afferma Pagani.

LAURA SANITÀ. Qual è il percorso minimo per andare dal lavoro a casa? Come fa un'azienda a ottimizzare le risorse umane? Dove collocare in una città ospedali, scuole e caserme? Per rispondere a queste domande occorre essere esperti di ottimizzazione combinatoria e algoritmi. «Questi problemi possono essere formulati matematicamente, e molti possono essere risolti in tempi brevi, malgrado esistano miliardi di soluzioni possibili», dice Sanità, 41 anni, professoressa associata del dipartimento di Computing Sciences in Bocconi. La docente si occupa di matematica discreta e informatica teorica ed è riconosciuta come una dei massimi esperti nell’area a livello internazionale. «Gli algoritmi oggigiorno sono utilizzati per problemi che hanno grande impatto sulla società, e dunque gli aspetti etici ad essi legati sono di fondamentale importanza».

MASSIMILIANO SCARPA. Molti immobili, la maggior parte, sono colabrodi energetici. Per questo motivo il campo di ricerca di Scarpa, 45 anni, professore associato di Fisica tecnica ambientale nell'università Iuav di Venezia dopo esperienze all'estero, è cruciale. Per migliorare l'efficienza energetica degli edifici e diminuire i costi di gestione utilizza tecnologie in fase di sviluppo, quali l'intelligenza artificiale e il BIM, cioè “Building Information Modeling”: un processo integrato di creazione e gestione delle informazioni relative a una costruzione. Un sapere di frontiera tra ingegneria, matematica e architettura che interessa tanto le costruzioni quanto la conservazione di opere di elevato pregio artistico-culturale. «L'intelligenza artificiale caratterizza molti aspetti della nostra vita, ma di solito è riferita a Internet o al settore industriale. Nel campo dell'edilizia gli aggiornamenti delle tecnologie sono molto lenti, dunque l'applicazione dell'intelligenza artificiale e del BIM a questo settore è molto promettente».

FABIO SCIARRINO. Il premio Nobel a Giorgio Parisi ha accresciuto la fama del dipartimento di Fisica di Sapienza Università di Roma, ma la scuola romana di fisica affonda le radici nella storia. «Siamo gli eredi dei ragazzi di via Panisperna», commenta con orgoglio Sciarrino, 44 anni, che a 21 si è laureato in Fisica nell'università Federico II, a Napoli, e a 25 ha conseguito il dottorato nell'ateneo di Roma. Ordinario di Fisica della materia alla Sapienza, senior research fellow nella Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati Sapienza, il professore studia l'ottica quantistica sperimentale, il calcolo e l'informazione quantistica. Negli ultimi anni la sua attività di ricerca si è concentrata sull'implementazione di protocolli di informazione quantistica tramite circuiti fotonici integrati. «L'idea è contribuire alla creazione di un nuovo paradigma di computazione, che vada oltre i computer di oggi, applicando i principi della fisica quantistica».

BOTOND SZABO. La matematica e la statistica rivestono un ruolo cruciale e sempre più rilevante per altre discipline scientifiche, come l'informatica e la medicina. Associato di Statistica, Szabo, 37 anni, è uno dei professori di punta della Bocconi. Di recente ha ottenuto uno Starting Grant ERC da un milione e mezzo di euro per un progetto (“BigBayesUQ”) per valutare le proprietà fondamentali di metodi statistici e di machine learning per trattare grandi quantità di dati complessi. «La crescente disponibilità di informazioni pone nuove sfide a statistici ed informatici. Molti dei nuovi algoritmi sono rapidi, ma per fidarci dei risultati dobbiamo capirne le proprietà matematiche, altrimenti potrebbero produrre effetti disastrosi». È coinvolto anche in progetti applicati, come lo sviluppo di un algoritmo per la diagnosi precoce dell’Alzheimer basato su un approccio di apprendimento chiamato “Stacked Penalized Logistic Regression” (StaPLR).