Every Photon Matters: la serie video di Massimo Caccia che racconta cosa può accadere quando si contano i singoli fotoni, uno ad uno

Una serie di video che racconta come la rilevazione dei singoli fotoni, i quanti di luce, sta cambiando la ricerca scientifica e le sue applicazioni. È «Every Photon Matters», il progetto curato dal professor Massimo Caccia, docente di Fisica sperimentale del Dipartimento di Scienza e alta tecnologia dell’Università dell’Insubria, in collaborazione con Hamamatsu Photonics, azienda giapponese leader nel mondo dell’optoelettronica e della fotonica, e un gruppo di esperti internazionali. La serie è già online, disponibile sul canale Youtube di Hamamatsu Photonics al seguente link: Single Photon Detection Video Series | Hamamatsu Photonics

Il percorso approfondisce l’evoluzione tecnologica che ha portato dal tradizionale fotomoltiplicatore ai moderni Silicon PhotoMultipliers (SiPM), dispositivi in grado di rilevare e contare singoli fotoni. Una rivoluzione che sta trasformando settori come l’imaging medico, la fisica delle particelle, le tecnologie quantistiche e la ricerca biomedica.

La serie si apre con una domanda suggestiva, «Have you ever seen a photon?»: il primo episodio esplora il passaggio dai tubi fotomoltiplicatori ai SiPM, che hanno reso possibile osservare fenomeni prima inaccessibili e hanno contribuito allo sviluppo delle tecnologie quantistiche.

Nel secondo capitolo, dedicato al Siilicon PhotoMultiplier, vengono illustrate struttura, funzionamento e principali applicazioni della tecnologia, con un focus sulla cura oncologica. Viene presentato il progetto europeo Origin, dedicato alla brachiterapia, radioterapia con sorgenti radioattive, che grazie ai SiPM ha l’obiettivo di misurare in tempo reale la dose somministrata al paziente durante il piano terapeutico, ottimizzandone l’efficacia e minimizzando i rischi.

Il terzo episodio, «Light for Life», introduce la scienza della biofotonica, in cui la luce diventa strumento per analizzare sistemi biologici, dai singoli componenti cellulari agli organismi complessi. Bioluminescenza, fluorescenza e tecniche di conteggio dei fotoni vengono spiegate come strumenti chiave per l’avanzamento delle scienze della vita.

Il quarto appuntamento affronta il tema della sicurezza legata all’uso dei materiali radioattivi. Il video analizza il duplice volto della scienza nucleare, tra le applicazioni virtuose nella medicina e nell’energia pulita e i rischi legati all’impiego illecito di sostanze radioattive, illustrando come le nuove tecnologie contribuiscano a individuare e prevenire le minacce invisibili.

Il quinto episodio apre lo sguardo sulle tecnologie quantistiche e sulla Seconda Rivoluzione Quantistica. Vengono spiegati concetti come fotoni entangled e applicazioni dei SiPM, mostrando come strumenti avanzati permettano oggi di indagare aspetti della realtà che vanno oltre la fisica classica.

La serie si conclude con un approfondimento sul professor Massimo Caccia, figura di riferimento nella fisica sperimentale. Docente all’Università dell’Insubria, nel polo scientifico di Como, e co-fondatore della start-up Random Power, Caccia ha sviluppato la propria esperienza tra Cern e progetti europei dedicati alla tecnologia del silicio, ai rivelatori per particelle e fotoni e alle loro applicazioni. Oggi coordina iniziative di ricerca che spaziano dalla generazione di numeri casuali basati su fenomeni quantistici alla dosimetria in tempo reale per la brachiterapia oncologica. Per «Every Photon Matters» Caccia ha collaborato con Alessia Allevi e Romualdo Santoro, docenti e ricercatori del Dipartimento di Scienza e alta tecnologia di Ateneo, in sinergia con i tecnologi di Hamamatsu Photonics.

Con questa serie, l’Insubria porta al grande pubblico un esempio che illumina un tema oggi sempre più centrale: la conoscenza, nata dalla ricerca di base, genera innovazione e cambia le nostre vite.