Zientzia

Marta Beltrán y Jorge Navas Díaz

Imagen: Gerd Altmann / Pixabay

¿Cuántas contraseñas utiliza un usuario medio a lo largo del día? ¿50? ¿100? Y se supone que todas ellas tienen que ser diferentes, largas, suficientemente complejas, no estar relacionadas con su vida, etc. Todo esto para que sean seguras y un atacante no las pueda adivinar o reutilizar si las averigua o roba.

Para ahorrarles trabajo, en los últimos años se está trabajando mucho en ofrecer a los usuarios soluciones que les permitan autenticarse (demostrar que son quienes dicen ser) cuando necesitan utilizar un recurso, aplicación o servicio web, normalmente desde su ordenador o móvil.

Identificación a través de Facebook y Google

Una de estas soluciones son los esquemas federados para la gestión de accesos. Se llaman esquemas federados porque se basan en construir federaciones de confianza: los usuarios finales y los proveedores de los recursos, aplicaciones o servicios a los que quieren acceder (una tienda de comercio electrónico, el banco, la web para pedir cita con el médico) confían en proveedores de identidades.

Alternativas para iniciar sesión en una web.

En la actualidad, estos proveedores de identidades son casi siempre las grandes empresas tecnológicas donde la mayor parte de los usuarios tenemos una cuenta: Google, Facebook, Twitter, LinkedIn y Apple. De hecho, a veces se habla de social login.

De esta manera, para acceder a cualquier servicio (ajeno a esas compañías), basta con que el usuario se autentique, normalmente con una contraseña, en el proveedor de identidades. Es decir, puede registrarse o iniciar sesión a través de Google, Apple o alguna red social para no tener que crear una nueva cuenta y su clave correspondiente.

¿Cómo pueden actuar de intermediarios?

Hace años que Facebook y compañía colaboraron con un consorcio denominado la OpenID Foundation para proponer un estándar que permitiera resolver la autenticación de usuarios en internet de manera federada. Este estándar se llama OpenID Connect, y está en su versión 1.0 desde el año 2014.

Gracias a esta especificación cuando, por ejemplo, vamos a comprar un billete de avión y tenemos que identificarnos en la web en la que estamos realizando la compra, normalmente se nos darán dos opciones.

• La primera, tener una cuenta local en esa web con su propia contraseña. Habrá que crearla, o si ya la teníamos, recordar la contraseña que pusimos en su momento.
• La segunda, entrar cómodamente con nuestra cuenta de Google, Facebook, etc. Solo tenemos que hacer clic en un botón de la web. Si no habíamos iniciado sesión en este proveedor, se nos pide que lo hagamos en este momento. Si ya habíamos iniciado sesión, normalmente, ya estamos autenticados y podemos seguir con la compra directamente.

Casi todos los usuarios se han acostumbrado a realizar este segundo gesto en los últimos años. Les ahorra tener que manejar una cuenta por cada servicio que utilizan. Esto es especialmente útil en servicios que se utilizan solo una vez o de manera muy esporádica.

Hay que mencionar que un poco después de estandarizarse OpenID Connect las operadoras de telefonía también quisieron adoptar el papel de proveedor de identidades. Por este motivo, se propuso Mobile Connect, que se basa en las mismas ideas y conceptos, pero asociando al usuario su número de teléfono en lugar de una contraseña. De esta manera, la operadora sería quien permite la autenticación.

¿Un servicio gratuito?

Hay que preguntarse por qué tantas empresas de diferentes sectores se están ofreciendo para operar como proveedores de identidades. Apple, que era de las pocas que se habían quedado fuera de todo esto, lanzó su propia solución el año pasado.

En principio, lo hacen de manera gratuita. Podríamos pensar que lo hacen para mejorar la usabilidad de la web y para favorecer el uso de diferentes tipos de recursos, servicios y aplicaciones de manera segura –pueden dar más garantías que otras miles de empresas que ofrecen sus servicios por internet pero no son expertas en resolver la autenticación de usuarios–. Al fin y al cabo, al mejorar la experiencia de los usuarios y generar negocio en internet, resultan beneficiadas, aunque sea indirectamente.

Pero también podríamos pensar que gestionar la autenticación de millones de usuarios exige una infraestructura y un esfuerzo que no se ve compensado del todo con esta mejora del funcionamiento de internet. Obviamente, la respuesta está en los datos.

Riesgos para la privacidad de los usuarios

Cada vez que escogemos usar un proveedor de identidades para autenticarnos, nuestra privacidad se puede ver amenazada de diferentes maneras. Se pueden resumir en estas cinco:

1. Falta de control sobre nuestros datos personales. Casi todos los proveedores de identidades exigen una serie de datos personales de los usuarios para poder disfrutar de autenticación federada. Estos datos tienen que proporcionarse obligatoriamente y son identificativos; permiten asociar nuestra identidad digital (en internet) con la física (en el mundo real): nombre, apellidos, número de teléfono, etc.
2. Falta de control sobre la compartición de nuestros datos personales con terceros. En casi todos los flujos de autenticación, el servicio al que accede el usuario puede pedir al proveedor de identidades los datos de este. Esto es muy cómodo, por ejemplo, para autocompletar formularios (con nuestro nombre o nuestra dirección para un envío). Pero también permite a la tienda o a la clínica, con los ejemplos que habíamos mencionado antes, saber quién es el usuario realmente. Y sin que este intervenga de manera explícita ni se dé cuenta en la mayoría de casos, esta compartición de información se realiza de manera automática. Es una comunicación entre el servicio al que accede y el proveedor de identidades.
3. Fuga de datos personales. Una vez que hay datos personales del usuario (que además permiten identificarle) almacenados en el proveedor de identidades y en los servicios a los que ha accedido, puede ocurrir que no se protejan adecuadamente y se vean involucrados en una brecha de datos. Comprometida la cuenta del usuario en el proveedor de identidades, por ejemplo, se ven comprometidos todos los accesos que ha realizado a través de él.
4. Perfilado. El proveedor de identidades puede obtener mucha información sobre cada usuario. Sabe a qué accede en cada momento, desde qué dispositivo, etc. Esto le permite conocer mejor a los usuarios, sus gustos, hábitos, intereses, horarios. Todos sabemos lo valiosa que es esta información hoy en día para la mayor parte de las empresas.
5. Geolocalización. El proveedor de identidades puede obtener información sobre la localización de los usuarios (a través de información GPS, pero también de las direcciones IP, de las redes wifi o de las apps que tienen instaladas en sus dispositivos) en cada acceso que realizan. Esta valiosa información sirve para completar su perfil.

Conclusiones: ¿debemos fiarnos?

La autenticación basada en soluciones federadas, es decir, en utilizar Google, Facebook, Apple y compañía como proveedores de identidades es muy cómoda. Mejora la experiencia de los usuarios, les ahorra tiempo y esfuerzo y puede ser más segura en comparación con el uso de contraseñas débiles.

Pero hay que tener en cuenta los riesgos que supone para la privacidad. El servicio que ofrecen estos proveedores de identidades, como ocurre en tantas ocasiones, no es gratis (o no del todo). Los usuarios lo pagan con sus datos.

En este sentido, algunas webs y aplicaciones han dejado de ofrecer a sus usuarios la posibilidad de autenticarse de esta manera en un intento de proteger su privacidad o de no regalar a otras empresas datos tan valiosos.

Además, cada vez somos más investigadores y grupos de usuarios los que estamos proponiendo soluciones que permitan trabajar con este tipo de proveedores de manera más respetuosa con la privacidad. Pero el primer paso es que los usuarios exijan este respeto, así los proveedores de identidades irán incorporando la privacidad desde el diseño utilizando cifrado, desvinculación y ofreciendo una mayor transparencia.

Sobre los autores: Marta Beltrán es profesora y coordinadora del Grado en Ingeniería de la Ciberseguridad de la Universidad Rey Juan Carlos y Jorge Navas Díaz es doctor en ciberseguridad por la Universidad Rey Juan Carlos

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.

El artículo El precio que pagamos por iniciar sesión con Facebook o Google en las aplicaciones se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Sara Teasdale estatubatuarrak izarrak ezagutzen zituela aitortu zuen poema honetan:

I know the stars by their names

Aldebaran, Altair,

And I know the path they take

Up Heaven’s broad blue stair.

(Izarren izenak ezagutzen ditut / Aldebaran, Altair, / eta egiten duten bidea ezagutzen dut / zeruko eskailera urdin zabaletik.)

Oso jende gutxik esan eta baiezta lezake halakorik izarrei buruz; Nerudak agian, izan ere, Oda a una estrella poeman azaltzen duenez, gau batean, izar bat hartu eta poltsikoan gorde zuen haren edertasunarekin liluratuta zegoelako. Haatik, izarrei buruzko ezagutzaz ari bagara, “Harvardeko kalkulagailuen” lana nabarmendu beharko genuke. Hamahiru emakumek osatutako talde honek Harvardeko Astronomia Behatokian jardun zuen XIX. mendearen amaieran. Izarrak zenbatzea eta sailkatzea zuten xede –astro bakoitzaren distira, posizioa eta kolorea neurtzen zuten argazki-plakei esker–. Eta talde horretan bazegoen distira paregabea zuen emakume bat: Antonia Maury, zeruan galtzen ez zen astronomoa.

1. irudia: Antonia Maury gaztetan. (Argazkia: Vassar College – Domeinu publikoko argazkia. Iturria: Wikimedia Commons)

Izar baten sorrera

Antonia Maury 1866an jaio zen, New Yorken, zientzia maite zuen familia batean. Astronomia miretsi zuen hasieratik bi pertsonari esker: alde batetik, haren aitona John William Draper dugu, 1840an Ilargiaren lehen argazkia egin eta New Yorkeko Zientzia Akademian aurkeztu zuen historialaria eta kimikaria. Beste aldetik, haren osaba Henry Draper; harekin ordu mordoxka igarotzen zuen laborategian. Mauryk bere patuari jarraituz, Vassar Collegen ikasi zuen. 1887an graduatu zen, Maria Mitchell astronomoaren babespean.

Ikasketak amaitu ostean, Harvardeko Behatokian hasi zen lanean beste emakume batzuekin batera. Bertako zuzendariak, Edward Charles Pickeringek, emakumeak bakarrik kontratatu zituen. Garai hartan arraroa zen halako irudi bat ikustea, hau da, kopuruari begira emakumeak gizonak baino gehiago izatea zientzia arloko lantalde batean. Halere, esan beharra dago Pickeringek ez zuela hori egin genero-berdintasunaren alde zegoelako, hark soilik enpresa-errentagarritasuna baitzuen buruan. Haren aburuz, emakumeak gizonak baino hobeak ziren, askoz ere zehatzagoak izarrak sailkatzeko lanean, alegia. Baina gizonek ez bezala, emakumeek gutxiago kobratzen zuten eta hori zen hark ikusten zuen abantaila nagusia.

Katalogo erraldoia

Garai hartan, Pickeringek proiektu handi bat zuen esku artean: izarren espektroen katalogoa amaitzea. Antoniaren osaba izan zen proiektu hori lehendabizikoz abiatu zuena, eta hura hil zenean, haren emaztea arduratu zen zeregin hori berriz martxan jartzeaz. Azkenean, Behatokiko arduradun berriak, Pickeringek, hartu zuen erreleboa eta horretan jardun zuten “Harvardeko kalkulagailuek”. Esaterako, Mauryk Ipar hemisferioko izar espektroak sailkatu zituen.

Lan horretan ziharduenean, Pickeringek izarrak sailkatzeko sistema alfabetikoa kontuan hartzea eskatu zion. Sistema hori haren kide Annie Jump Cannonek garatu zuen; bertan, izarrak zazpi mailatan multzokatzen ziren. Alabaina, Mauryk beste bide batetik jo zuen, prozedura konplexuago bat otu zitzaion:aurreko eskemak jasotzen ez zituen espektro bereizketa maila batzuk zeudela ikusi zuen eta horren kariaz, plan berri bat asmatu zuen. Hogeita bi talde irudikatu zituen tenperaturaren beheranzko sekuentzia batean, eta bertan, espektroak lerroen zabaleraren eta argitasunaren arabera sailkatzeko gehitu zuen.

2. irudia: Antonia Maury Harvardeko Behatokian. (Argazkia: Harvard College Observatory – Domeinu publikoko argazkia. Iturria: Wikimedia Commons)

Sistemaren berrantolaketa hau ez zuen zuzendariarekin aurretik adostu eta hori egin zuela jakitean, Mauryrekin izugarri haserretu zen agindutako lana ez zuelako hark esan zuen moduan burutu. Egindakoa gustatu ala ez, ez dago zalantzarik lortutako emaitzak iraultzaileak izan zirela. Are gehiago, 1913an, Hertzprung-Russell diagrama sortu zenean, Maury zuzen zebilela frogatu zen. Horregatik, 1922an, Nazioarteko Astronomia Elkarteak bere sailkapena onartu nahi izan zuen, eta 1943an, William Wilson Morgan, Philip Childs Keenan eta Edith Kellman astronomoek Mauryk proposatu zuena aintzakotzat hartu zuten Draper katalogoa berriz aztertu zutenean (MK sistema). Urte berean, Annie J. Cannon saria jaso zuen estatubatuarrak.

Antonia Mauryk berrogei urtez jardun zuen “Harvardeko kalkulatzaile” gisa. Denbora tarte hartan, desadostasun handiak izan zituen Pickeringekin, baina ez zion inoiz garrantzi handirik eman, ez zuen horretan denbora galdu nahi. Karmelo C. Iribarren poetak Diario de K liburuan idatzi zuen moduan: “Onarpen hutsa jasotzen duzunean, joatea duzu onena (“Cuando solo te admiten, lo mejor es irse”). Eta hala egin zuen: 1890. urtean behatokitik alde egin zuen, baina ez behin betiko, aldizka itzuli baitzen, bere lana 1897an argitaratu zen arte. Horren ondotik, Miss Masson eskolan klaseak eman zituen eta Draper Park Museoaz arduratu zen. 1948an erretiroa hartu zuen baina hori egin aurretik, beste behin itzuli zen Harvardera laguntzaile gisa 1918an, jada Harlow Shapley behatokiko zuzendaria zelarik. 1933an, Beta Lyrae izarrari buruzko haren ikerlanik ospetsuenetakoa argitaratu zuen.

Iturriak:

• Mujeres con ciencia. Antonia Maury (1866-1952): la mujer que conocía las estrellas, 2019ko maiatzaren 9a.
• Masegosa, Josefa. Antonia Maury: Un espíritu libre, IAA 34, 2011ko uztaila.
• Gulis, Mar. El ‘harén de Pickering’: 13 mujeres para la historia de la astronomía, 20 minutos, 2015ko empinaren 22a.
• La historia del mayor programa de búsqueda y estudio de estrellas variables de todos los tiempos fue escrita por mujeres, GEA.
• Ferrer, Sandra. La exploradora de las estrellas, Antonia Maury (1866-1952), Mujeres en la historia, 2014ko martxoaren 6a.

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Egileaz: Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

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Souvent, le soir, après dîner, mon père faisait la lecture à haute voix à ma mère. Il a lu des quantités de livres… Je ne sais combien de volumes de Proust ont été lus à haute voix par mon père.

[A menudo, por la noche, después de la cena, mi padre le leía en voz alta a mi madre. Leyó multitud de libros… No sé cuántos volúmenes de Proust fueron leídos en voz alta por mi padre].

Henri Cartan, en [1]

El matemático Henri Cartan nació tal día como hoy, en 1904. Fue hijo, sobrino y hermano de personas dedicadas a las matemáticas.

Imagen 1. Henri Cartan. Fuente: Wikimedia Commons.

 

Henri, el hijo de Élie Cartan

Henri fue uno de los hijos de Angèle Marie Louise Bianconi (1880-1950) y Élie Cartan (1869-1951), famoso matemático francés que llevó a cabo trabajos fundamentales en la teoría de grupos de Lie y sus aplicaciones geométricas. Realizó también significativas aportaciones a la física matemática, la geometría diferencial y la teoría de grupos.

Henri, el sobrino de Anna Cartan

Élie Cartan fue el segundo de las hijas e hijos de Anne Florentine Cottaz (1841-1927) y Joseph Antoine Cartan (1837-1917). Sus hermanas y hermano fueron Jeanne-Marie (1867-1931), el compositor Léon Cartan (1872-1956), la matemática Anna Cartan (1878-1923).

Anna, animada por Élie, comenzó sus estudios de matemáticas en 1901 en la Escuela Normal Superior para mujeres de Sèvres. En aquel centro tuvo como profesora de física a la mismísima Marie Curie. Anna pasó la oposición para convertirse en profesora de matemáticas –la agrégation– en 1904 e impartió docencia en diferentes centros de enseñanza secundaria. Sola o con su hermano Élie –para que pudieran utilizarlos los chicos, los libros debían tener un hombre entre los autores– escribió varios textos de matemáticas destinados a la enseñanza.

Henri, el hermano de Hélène Cartan

Como hemos comentado antes, Élie se casó en 1903 con Angèle Marie Louise Bianconi. Tuvieron tres hijos y una hija: Henri, el compositor Jean Cartan (1906-1932) –fallecido prematuramente debido a una tuberculosis–, la matemática Hélène Cartan (1917-1952) y el físico Louis Cartan (1909-1943) –deportado por formar parte de la resistencia francesa y ejecutado por los nazis–.

Imagen 2: La familia Cartan en 1928. De izquierda a derecha y de arriba a abajo Élie, Henri, Marie-Louise, Louis, Hélène y Jean. Imagen extraída de [1], © Familia Cartan.

 

Hélène ingresó en 1937 en la Escuela Normal Superior –en principio reservada a chicos– y pasó su primera agrégation en 1940. Enseñó en varios centros de educación secundaria, pero también dedicó su tiempo a la investigación. En 1942 envió una nota a los Comptes-rendus de la Academia de Ciencias de Francia en la que daba una caracterización topológica de la circunferencia como subespacio del plano con su topología euclídea. Esa nota fue presentada a la academia por su padre, Élie Cartan.

Lamentablemente, Hélène contrajo una tuberculosis miliar que le impidió enseñar y limitó incluso su vida en familia. Esta enfermedad es altamente contagiosa, y su hermano Jean había fallecido en 1932 debido a esta dolencia. Tras largas estancias en distintos sanatorios, su salud no mejoraba y decidió acabar con su vida en 1952.

Henri, el matemático

Henri Cartan es conocido sobre todo por su trabajo en teoría de haces, utilizados en topología, geometría algebraica y geometría diferencial. Sus investigaciones en matemáticas engloban la teoría de funciones analíticas de una o varias variables complejas, la topología algebraica –sobre todo la determinación de las álgebras de Eilenberg-MacLane y la cohomología con valores en un haz–, la teoría del potencial y el álgebra homológica. Escribió varios libros; entre ellos probablemente el más conocido es Homological Algebra (Princeton University Press, 1956) escrito junto a Samuel Eilenberg (1913-1998).

A principios de los años 1930 fue uno de los miembros fundadores del grupo Bourbaki –junto a Claude Chevalley (1909-1984), Jean Delsarte (1903-1968), Jean Dieudonné (1906-1992), René de Possel (1905-1974) y André Weil (1906-1998)– del que fue uno de los más activos miembros.

Imagen 3: Fotografía tomada durante el congreso fundador del grupo Bourbaki (julio 1935). De izquierda a derecha: Henri Cartan, René de Possel, Jean Dieudonné, André Weil y Luc Olivier (biólogo). Sentados, de izquierda a derecha: Mirles (una “cobaya”), Claude Chevalley y Szolem Mandelbrojt. Imagen extraída de Le Journal du CNRS.

 

Henri se casó en 1935 con Nicole Weiss –hija del físico Pierre Weiss–; la pareja tuvo cinco hijas e hijos.

Entre sus numerosas actividades al margen de las matemáticas, se sabe que fue un buen músico y un pianista excepcional, como muchos de los miembros de su familia. Destaca también su compromiso político con Europa, por la paz y en defensa de los derechos humanos.

Henri Cartan falleció el 13 de agosto de 2008, a los 104 años.

Referencias

[1] Michèle Audin, Henri Cartan & André Weil. Du vingtième siècle et de la topologie, Actes des journées X-UPS 2012

[2] Allyn Jackson, Interview with Henri Cartan, Notices of the AMS 46 (7) 782-788, 1999

[3] Marta Macho Stadler, Anna y Hélène, las dos matemáticas de la familia Cartan, Mujeres con ciencia, Vidas científicas, 16 octubre 2018

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad.

El artículo Henri Cartan, un “bourbakista” especialista en teoría de haces se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Josu Lopez-Gazpio Puzkerren gaia errepikakorra da zientziaren dibulgazioan eta, hedabide honetan bertan hesteetako gasen kontua Eduardo Angulo biologoak aztertu zuen. Oraingo honetan kimikaren ikuspegia ematen saiatuko naiz eta, neurri batean, ekarpen horren eguneraketarako baliogarria izatea espero dut. Puzkerrak zientzia erakusteko oso tresna interesgarria dira eta hainbat gairekin lotu daitezke: gasen legeak, usaimena, soinua, hartzidura-prozesuak… Ederra gozamena!

Irudia: Hesteetako gasak, alegia, puzkerrak ekoiztea oso arrunta da eta egunero egunero ia hogeita hamar puzker botatzera iritsi gaitezke. (Argazkia: Darko Djurin – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Hesteetako gasen jatorria mota desberdinetakoa da. Alde batetik, irentsitako gasak dira azalpenetako bat. Zerbait jaten dugun bakoitzean airea irensten dugu, edari karbonatatuek ere gasa dute eta, jakina, fruta eta barazkiek ere aire kantitate garrantzitsua dute. Beste alde batetik, urdailean gertatzen den neutralizazioa ere kontuan hartu behar da. Urdaileko urin gastrikoan azido klorhidrikoa dago eta horrek konposatu basikoekin erreakzionatzen duenean, esaterako, bikarbonatoarekin, karbono dioxidoa sortzen da -gas horrek ere nonbaitetik atera behar du-. Hesteetan difusio prozesu garrantzitsuak ere gertatzen dira, hain zuzen ere, oxigenoa eta nitrogenoa odoletik lumenera, alegia, barrualdera doaz, baina, karbono dioxidoarekin kontrakoa gertatzen da eta hor beste gas iturri bat agertzen da. Azkenik, zuntzak eta digeritu ezin diren substantziak koloneko bakterioek hartzitzen dituzte. Hartzidura prozesuan ere hainbat gas ekoizten dituzte bakterioek, besteak beste, hidrogenoa, metanoa, karbono dioxidoa eta sufredun gasak. Horrexegatik, puzker kopurua eta konposaketa elikagaien osagaien araberakoa da. Digeritu ezin diren osagai gehiago badituzte, gas gehiago sortuko da, normala den bezala. Digeritu ezin diren, edo nekez digeritzen diren osagaien artean, aipatzekoak dira: zelulosa -elikagai-zuntzetan eta elikagai integraletan dagoena-, lekadunen hainbat osagai, kitina -itsaskien oskoletan eta perretxikoetan dagoena-, azak, azaloreak eta antzeko barazkiek dituzten sufredun konposatuak, tipulak, porruak eta antzekoek duten inulina eta, kasu berezi moduan, laktosarekiko intolerantzia dutenen kasuan, laktosa ezin dutenez digeritu gas gehiago pilatzen dute laktosa duten elikagaiak jaten badituzte.

Puzkerrei buruzko hainbat datu ematea ere beharrezkoa da. Egoera normalean, egun batean 500 eta 2500 mL gas inguru kanporatzeko gai gara, gutxi gorabehera 10 eta 25 puzkerretan banatuta –bai, horri buruzko ikerketak ere egin dira-. Horrek esan nahi du, puzker bakoitzak 20 eta 250 mL arteko bolumena duela -kalkulu matematiko sinpleak bakarrik kontuan hartuta, noski-. Gasen konposizio kimikoari buruz ere badago zer esana. Ikuspuntu kimikotik, puzkerrak nagusiki nitrogenoz, oxigenoz, karbono dioxidoz, hidrogenoz, metanoz eta hidrogeno sulfuroz osatuta daude. Sarritan, kontrakoa dirudien arren, kanporatzen ditugun gasen %1 soilik da kiratsaren erantzulea. Gainontzeko gasek ez dute usainik. Jakina, emandako datu horiek asko aldatzen dira pertsona batetik bestera, eta baita elikaduraren arabera ere. Puzkerrak nahaste oso konplexuak eta aldakorrak dira.

Gaizki usaintzen duten gasen kasuan, normalean sufre atomoren bat duten molekulak izaten dira, esaterako, metanotiola, dimetil sulfuroa edo azido sulfhidrikoa. Hala ere nitrogenoa duten konposatuak ere usain txarrekoak izan daitezke, adibidez, indola eta eskatola. Usain txarreko nitrogenodun konposatuak ezagunak ditugu; izan ere, putreszina eta kadaberina dira, besteak beste, gorpuen kiratsaren erantzuleetako batzuk, Kaieran bertan aztertu genuen bezala. Sufredun eta nitrogenodun konposatu horiek, kantitate oso txikietan egon daitezke, baina, gure usaimena oso eraginkorra da eta kontzentrazioa ñimiñoak antzemateko gai da.

Interneten bideo mordoa dago ikusgai puzkerren errekuntzari buruz eta hor ere kimika asko dago ikertzeko. Juan José Iruin kidearen blogean irakurgai dituzue horri buruzko zenbait ohar interesgarri. Laburtuz, puzkerren errekuntzaren erantzule nagusiak hidrogenoa eta metanoa dira, oso sukoiak diren gasak, hain zuzen ere. Hala ere, hesteetan ekoizten den hidrogeno guztia ez dugu puzkerretan kanporatzen; izan ere, zenbait bakterio arduratzen dira hidrogenoa beste konposatutan eraldatzen -metanoa eta hidrogeno sulfuroa, kasu-. Pertsona bakoitzak hidrogeno eta metano kantitate desberdinak ditu puzkerretan eta, hori bereizteko badago modu bitxi bat. Pospoloak eta metxeroak uzkira hurbiltzen dituztenek jakingo duten moduan, puzkerrei su ematen bazaie garraren kolorea ez da beti berdina. Metano kantitate handiagoa dutenen garrak kolore urdinxka izaten du eta, kontrako kasuan, kolore horixka nagusitzen da -erretako hidrogenoaren ondorioz-.

Gasen soinua ere ez da zientziatik kanpo geratzen. Guztiok saiatu gara noizbait ezpainekin puzkerren soinua imitatzen eta, konturatuko ginen bezala -espero dut, irakurle, orain ez egotea horrelako saiakerak egiten-, ezpainak zenbat eta gehiago estutu soinua altuagoa da eta ezpainak gehiago banatzen baditugu, aldiz, soinua baxuagoa da -tonuari dagokionez, beti ere, musikaren zientzian azaldu nizuen bezala-. Bada, uzkiarekin antzeko zerbait gertatzen da. Hortaz, gasaren kanporaketari jarritako erresistentziaren arabera, puzkerrek soinu desberdina egiten dute. Hortxe dago zientzia.

Azken ohar modura, SARS-CoV-2 birusarekin lotutako informazioa aipatu behar da. Zenbait hedabidetan adierazi denez, COVID-19a puzkerren bidez ere kutsatu daiteke. Jakina denez, hesteetan ere pilatzen da koronabirusa eta gorotzetan detektatu daiteke. Era berean, SARS-CoV-2aren arrastoak aurkitu dira gorotz-uretan. Gorotzek COVID-19a kutsatzeko gaitasuna dutela dirudi eta, hortik, puzkerrek ere arrisku hori izatea pentsatzeko bidea egon daiteke. Hala ere, hesteetako gasen gaitasun kutsakorra oso mugatua izango da, ziur aski. Gainera, kutsadura gertatzeko materia fekal solidoa edo likidoa izan beharko luke puzkerrak; izan ere, bertan pilatzen dira SARS-CoV-2 birusak. Oraindik ez dago ezer ziurra puzkerren munduan, baina, agian, zientzialariren bati ikerkuntza-lerro garrantzitsua garatzeko ideiak ematen ari naiz…

Informazio gehiago:

• Flatología, Juan José Iruin, elblogdebuhogris.blogspot.com, 2020
• The science of farting, Vanesa Martinez, rte.ie, 2019
• Explainer: the chemistry of farts, Andy Extance, chemistryworld.com, 2016

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Egileaz: Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.
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De inmediato pensé que la acción podría continuar en la oscuridad […]

Con esta frase Becquerel apuntaba a que algo extraordinario podía estar ocurriendo. Experimentos posteriores confirmaron que esto era así.

Fluorescencia de cristales de autunita, un compuesto de uranio (fosfato hidratado de uranilo y calcio), bajo luz ultravioleta. Fuente: Wikimedia Commons

Los primeros ensayos partieron de la observación original. Incluso cuando el compuesto de uranio no estaba siendo excitado por la luz solar para provocar la fosforescencia, emitía continuamente algo que podía penetrar el papel negro y otras sustancias opacas a la luz, como láminas delgadas de aluminio o cobre. Becquerel descubrió que todos los compuestos de uranio, muchos de los cuales no eran fosforescentes, y el uranio metálico mismo presentaban la misma propiedad. La magnitud del efecto en la placa fotográfica no dependía de cuál era el compuesto concreto de uranio, sino solo de la cantidad de uranio presente en él.

Becquerel también descubrió que la radiación persistente de una muestra de uranio no parecía cambiar, ni en intensidad ni en carácter, con el paso del tiempo durante días, semanas o meses. Tampoco observó un cambio en la actividad cuando la muestra de uranio o de uno de sus compuestos se exponía a la luz ultravioleta, a la infrarroja o a los rayos X. Además, la intensidad de la radiación del uranio (o «rayos Becquerel», como se la conoció) era la misma a temperatura ambiente (20 ° C), a 200 ° C y a la temperatura a la que una mezcla de oxígeno y nitrógeno [1] se licúa, aproximadamente -190 ° C.

De todo lo anterior se llegaba a una asombrosa conclusión: estos rayos parecían no verse afectados por los cambios físicos o químicos de la fuente.

Becquerel también encontró que las radiaciones del uranio producían la ionización del aire circundante. Podían descargar un cuerpo cargado positiva o negativamente, como un electroscopio. De aquí se deducía que los rayos del uranio se parecen a los rayos X en dos aspectos importantes: su poder de penetración y su poder de ionización. Ambos tipos de rayos son invisibles al ojo humano pero, curiosamente, ambos afectan a las placas fotográficas.

Con todo, los rayos X y los rayos Becquerel diferían en al menos dos aspectos importantes: en comparación con los rayos X, estos rayos recién descubiertos del uranio no necesitaban un tubo de rayos catódicos o incluso de la luz para iniciarlos y, sorprendentemente, no podían apagarse. Becquerel demostró que incluso después de un período de 3 años un trozo de uranio y muestras de compuestos de uranio continuaban emitiendo radiaciones espontáneamente.

Los años 1896 y 1897 fueron años de gran entusiasmo en las ciencias físicas, en gran medida debido al interés en los rayos X recientemente descubiertos y en los rayos catódicos (electrones). Rápidamente se hizo evidente que los rayos X podían usarse en medicina, y fueron objeto de mucha investigación. En comparación, las propiedades de los rayos Becquerel eran menos espectaculares, y se trabajó poco en ellos desde fines de mayo de 1896 hasta finales de 1897. En cualquier caso, parecía que de alguna manera los rayos Becquerel eran un caso particular de la emisión de rayos X. Incluso el propio Becquerel se ocupó en otras cosas.

Sin embargo, la espontaneidad de la radiación invisible que emitían los compuestos de uranio era algo que había que explicar.

Se plantearon dos preguntas básicas. Primero, ¿cuál es la fuente de energía que crea los rayos de uranio y que les permite penetrar sustancias opacas? Segundo, ¿alguno de los 70 o más elementos conocidos [2] tiene propiedades similares a las del uranio? La primera pregunta tardó en encontrar respuesta, aunque se investigó seriamente. La segunda pregunta fue respondida brillantemente a principios de 1898 por dos investigadores que trabajaban en París, abriendo un campo completamente nuevo en las ciencias físicas. Esos investigadores eran Pierre Curie y Maria “Marie” Salomea Skłodowska Curie.

Notas:

[1] Esta mezcla de oxígeno y nitrógeno es conocida en los ambientes como “aire”. El aire se licúa exactamente a -194,35 ºC.

[2] A finales del siglo XIX la lista de elementos conocidos era una colección cambiante de verdaderos elementos, candidatos a elementos, y confusiones con los elementos, por lo que el número de los verdaderamente conocidos en un momento dado dependía de la fuente consultada y, en no poca medida, de su nacionalidad.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Primeros experimentos con el uranio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El descubrimiento de Becquerel
2. Los experimentos de Joule
3. El núcleo atómico

Asier Gómez-Olivencia, Nohemi Sala, Aida Gómez-Robles, Diego López Onaindia, Mikel Arlegi, Antoine Balzeau, Ana Pantoja Pérez, Carmen Núñez-Lahuerta, Alfred Sanchis, Ignacio Arganda-Carreras, Joseba Rios-Garaizar

Iraganean berreskuratutako bilduma arkeo-paleontologikoen berrikuspenak aurkikuntza berri eta garrantzitsuak eman ditu Europako neandertalen paleobiologia eta portaera ulertzeko. Azken 15 urteetan, bildumak berrikusiz identifikatu dira neandertalen fosil asko: horixe gertatu da Spy eta Goyet aztarnategietan (Belgika), eta La Ferrassie eta Regourdou aztarnategietan (Frantzia), adibidez. Industeko teknika zehatzagoen bidez eta azken urteotan neandertalen anatomiari buruz pilatutako ezagutza dela medio, hezur kopuru handiagoa identifikatzen da gaur egun indusketetan. Gauza bera gertatzen da makrofaunaren fosilekin: gaur egun, xehetasun handiagoz ezagutzen da aztarnategietan berreskuratzen diren makroornodun espezieen anatomia. Guri dagokigunez, beste proiektu baten barruan, kuoiaren (Cuon alpinus) arrasto fosil berriak identifikatu nahian ari ginela, Axlorko (Dima, Bizkaia) aspaldiko indusketen aztarnak berrikusten hasi ginen. Kuoia gaur egun Asian bizi den kanido bat da, baina Pleistozenoan Europan ere bizi zen, eta bere hezurrak otsoarenekin nahasteko arriskua dago. Axlorko aztarnategia (1. irudia) 1932an aurkitu zuen Jose Migel Barandiaran euskal arkeologo ezagunak, eta 1967 eta 1974 artean berak induskatu zuen azken aztarnategia izan zen. Axlorko indusketetan aurkitutako aztarnak, fosilak zein harrizko industriako, Bilboko Arkeologi Museoan daude gordeta, eta toki berean daude ikusgai 1967an aurkitutako hiru giza fosilak, Jose Maria Basabe euskal antropologoak 1973an argitara atera zituenak.

1.irudia: Axlorko leizeko aztarnategiaren testuinguru orokorra (Dima, Bizkaia, Iberiar penintsulako iparraldea). (Iturria: Gómez-Olivencia et al. (2018) – Creative Commons 4.0 lizentziapean)

Arkeologi Museoko bildumak berrikusteak bi ustekabe ekarri zituen. Lehena ebaki markak zituen hegazti izterrezur bat identifikatzea izan zen, eta bigarrena, faunaren aztarna zehaztugabeen artean esneko giza hagin bat identifikatzea (2. irudia). Ustekabeko aurkikuntza horiek garrantzi handia zuten, ezohikoak zirelako; horrenbestez, diziplina anitzeko lantaldea antolatu behar izan zen, aurkikuntza berriak aztertzeko eta Barandiaran bildumaren azterketa sistematikoa egiteko. Giza fosil berririk ote zegoen ikusteko, bai eta gizakiek eraldatutako haragijaleen edo hegaztien hezurrik ere (ebaki markekin, adibidez). Axlorko Barandiaran bilduma lehenago ere aztertu zen, 2005ean, J.E. González Urquijok koordinatuta, eta bi fosil identifikatu ziren: esneko hortz bat eta garezur zati bat. Lantalde horretako paleontologoak (P. Castaños) zenbait aztarna isolatu zituen, giza aztarnak izan zitezkeelakoan. Hau da, baziren zenbait giza fosil eta gizakienak izan zitezkeen beste batzuk, inoiz xehetasunez aztertu gabe zeudenak, eta Basabek argitaratutakoak ez zeuden aztertuta estatistika eta irudi teknika berriak erabiliz. Hortik aurrera, ustekabe ugari egon ziren.

2. irudia: Fauna aztarnen artean identifikatutako neandertalen esneko hortzaren ikuspegi oklusala. Ezkerrean, jatorrizko fosilaren ikuspegia; eskuinean, 3D berreraikitzea, non dentina (urre kolorez) eta esmaltea (zuriz) bereizten diren. (Iturria: Gómez-Olivencia et al. (2020) – Creative Commons 4.0 lizentziapean)

Faunaren azterketa sistematikoan ebakien markak aurkitu genituen hiru hegazti hezurretan (bi, arrano beltzarenak –3. irudia–, eta hirugarrena, belearena), eta bi haragijale fosiletan (otso bat –4. irudia– eta katamotz bat). Axlorkoaren gisako aztarnategi batean, ohikoa da ebaki markak eta muina lortzeko hezurrak hautsi izanaren frogak aurkitzea zenbait espezietan, hala nola orein, bisonte eta basahuntzenetan, horiek baitziren eskualde honetako neandertalek ehizatu ohi zituzten animaliak. Arrano beltzaren eta katamotzaren izterrezurretan aurkitutako ebaki markak haien haragia lortzeko egin zituzten seguruenera; eta otsoari dagokionez, oso litekeena da haragia zein larrua baliatzeko egitea. Neandertalek animaliak ehizatzen zituzten, elikatzeko ez ezik, baita bestelako baliabideak lortzeko ere, hala nola larruak, hezur zatiak –tresnak egin ahal izateko (adibidez, akabera ziriak, harrizko tresnak lantzeko erabilitako hezurrezko elementuak)–, tendoiak –lokailuak egiteko–, eta, noizbehinka, apaingarriak egiteko (moluskuak, atzaparrak eta hegaztien lumak). Hori dela eta, neandertalek egiten zuten hegaztien ustiapenak gero eta interes gehiago dauka ikertzaileentzat; izan ere, portaera konplexuekin lotzen da hori, ikuspegi bikoitz batetik. Lehenik, hegaztien kontsumoa dieta zabalagoarekin lotu ohi delako eta, haiek harrapatzeko, animalia txikiak eta azkarrak direnez, estrategia jakin batzuk erabili behar direlako, neurri ertain eta handiko ungulatuak (adibidez, ahuntzak, zaldiak, bisonteak, oreinak) harrapatzeko erabilitakoez bestelakoak. Bigarrenik, Europako aztarnategi batzuetan, portaera sinbolikoekin lotutako hegazti ustiapenen frogak aurkitu direlako. Ikerketa horrek oihartzun handia izan zuen, Iberiar penintsulako Kantauri inguruko neandertalek haragijaleak eta hegaztiak ustiatzen zituztelako lehen froga baita.

3. irudia: Ebaki markak dituen arrano beltzaren (Aquila chrysaetos) eskuineko izterrezurra. Hezur hau haragia lortzeko manipulatu zuten seguruenik. (Iturria: Gómez-Olivencia et al. (2018) – Creative Commons 4.0 lizentziapean)

4. irudia: Ebaki marka duen otsoaren (Canis lupus) erradioa, haragia kentzearen edo larrutzearen ondorioz. (Iturria: Gómez-Olivencia et al. (2018) – Creative Commons 4.0 lizentziapean)

Giza fosil “berriei” dagokienez, hortzen eta garezurraren azterketa morfologikoa eginda, neandertalen ohiko morfologia zutela ondorioztatu zen. Aitzitik, 1973an argitaratutako hortzek gure espeziaren hortzen (Homo sapiens) antzeko morfologia eta neurriak zituzten. Azterketa zehatza egin ahal izateko, hortz guztien mikro OTAk (ordenagailu bidezko tomografia axiala; bereizmen handiko serie erradiografikoak, 3D berreraikuntza ahalbidetzen duena) egin genituen CENIEHn (Burgosen) (5. irudia). Era horretan, kanpoko morfologia aztertu ahal genuen, zenbait hortzen higaduragatik batzuetan oso agerikoa ez dena, baina baita barneko morfologia ere, hortzei kalterik egin gabe. Mikro OTA horiek aukera eman ziguten, orobat, hortz mamiko barrunbearen eta hortz erroen kanalen morfologia birtualki berreraikitzeko, ordenagailu bidez ikusteko teknika modernoak automatikoki erabilita. Emaitza horiek harrigarriak izan zirenez, Axlorko giza fosil guztien testuinguru arkeologikoa eta jatorria ere aztertzea erabaki genuen. Horretarako, Jose Miguel de Barandiaran Fundazioari baimena eskatu genion J.M. Barandiaranen indusketa koadernoak ikusi ahal izateko. Koaderno horietan daude zehaztuta aztarnategian 1967tik 1973ra bitartean egindako jarduerak; hau da, aztarnategia indusketaren hasieran nola aurkitu zuten adierazi eta kanpaina bakoitzean aurkituriko aztarnarik garrantzitsuenen zerrenda biltzen dute. Aztarnategia aurkitu zuteneko egoerari dagokionez, Barandiaranek uste du 1932tik –aurkitu zuten urtetik, alegia– jalkinak atera dituztela handik:

“Nere ustez, 1932n ezkero, lur asko atera izan dek arpe ortatik”.

Hiru fosil “berriei” dagokienez, harritu egin ginen; izan ere, 1969an berreskuratutako aurkitutako garezur zatia giza hezurtzat jo zuen Barandiaranek, baina, bitxia bada ere, ez da inoiz argitaratu. Bi esneko hortzei dagokienez, ez dago horiei buruzko berariazko erreferentziarik, baina haien jatorri estratigrafikoari buruzko informazioa bat zetorren Erdi Paleolitoko testuinguru batekin. Basabek (1973) argitaratutako hortzak aztarnategi horretan aurkituriko lehen giza fosilak izan ziren, 1967ko irailaren 7 eta 8 bitartean (6. irudia), eta haiek nola aurkitu zituzten azaltzeko Barandiaranek esandakoa egin zaigu deigarrien: lur soltean, haitzaren azpian eta ondoan, fauna-hondarrekin eta silex zatiekin batera.

–“Lur ariñean, aitzaren azpian eta bere ondoan. Aldamenean bezte ezur (abelezur asko eta suarri-malera).”–

Leizearen alde horretan, orain dela gutxiko indusketetan izan dugun esperientzia kontuan hartuta, material arkeologikoak sedimentu trinkoan aurkitu beharko lirateke; Barandiaranek adierazi bezala lur soltean aurkitu izanak testuinguru arkeologikoa susmagarria zela iradokitzen zuen. Izan al zitezkeen Goi Paleolitikoko giza fosialak? Axlorren gure espezieko ehiztari-biltzaileen okupazioen ebidentziak aurkitu dira goi mailetan. Izan al zitezkeen oraintsuko Historiaurrearen aztarnak (Neolitikoa-Brontze Aroa)? Leize honetan ez dago okupazio ebidentziarik, baina Euskal Herrian populazio horiek hamaika haitzulo erabili zituzten hilobi gisa, gertu dagoen Baltzola leizea, esaterako. Kontuan izanda hortz horiek aurkitu ziren eremuan eragin handiena izan zuela 1932tik aurrerako sedimentu-erauzketak; hori dela eta, karbono-14 bidez fosilak datatu arte, ezin izango diogu galdera horri ziurtasunez erantzun.

5. irudia: Basabek argitaraturiko bost hortzetatik hiruren berreraikitze birtuala (beste biak galduta daude) ezpain aldeko ikuspegian (goian) eta ikuspegi oklusalean (behean). Fosil horiek gure espeziearen (Homo sapiens) antzeko morfologia eta neurriak dituzte, eta ez neandertalenak bezalakoak.

6. irudia: J.M. Barandiaranen koadernoaren orria; zerrendatuta daude irailaren 7an eta 8an Axlorko 13E eta 13F koadroetan aurkituriko aztarna arkeo-paleontologikoak (giza fosilak barne). (Iturria: Jose Miguel de Barandiaran Fundazioak utzitako irudia)

Mendebaldeko Eurasian 200 mila urtez baino gehiagoz –aldi glaziarretan eta glaziazio arteko aldietan– bizi izan ziren ehiztari-biltzaileak ziren neandertalak, duela 40 mila urte inguru desagertu zirenak. Axlorren, oso litekeena da korbido, hegazti harrapari eta kanidoak neandertalen jankide izatea, eta gizaki haiek uzten zituzten hondarrak sarraskitzea. Hori dela eta, animalia horiek neandertalengana hurbilduko ziren, eta baliteke haiek ehizatzea noiz edo noiz. Neandertalen dietaren nondik norakoei buruzko informazio gehigarria emateaz gain, gizaki horiek ingurunearekin interakzio konplexua zutelako ideia indartzen du gure azterketak. Horrez gain, leizean bizi ziren neandertalen taldeetako bi umek, gutxienez, galdu zituzten esneko hortzak aztarnategian. Garezur zatiari dagokionez, oraindik argitu gabe dago zergatik agertu zen aztarnategian, baina gogoratu behar da neandertalak kultura eta ohitura ugariko giza espeziea izan zirela; batzuetan, hildakoak lurperatzen zituztela, eta beste batzuetan kanibalismoa praktikatzen zutela.

Horregatik guztiagatik, eta oraindik industeko asko geratzen denez, uste dugu Axlorrek desagertutako gizaki horiei buruzko informazio gehiago eman dezakeela.

Erreferentzia bibliografikoak:

Gómez-Olivencia, A., López-Onaindia, D., Sala, N., Balzeau, A., Pantoja-Pérez, A., Arganda-Carreras, I., Arlegi, M., Rios-Garaizar, J., Gómez-Robles, A. (2020). The human remains from Axlor (Dima, Biscay, northern Iberian Peninsula). American Journal of Physical Anthropology, 172, 475-491. DOI: doi.org/10.1002/ajpa.23989

Gómez-Olivencia, A., Sala, N., Núñez-Lahuerta, C., Sanchis, A., Arlegi, M., Rios-Garaizar, J. (2018). First data of Neandertal bird and carnivore exploitation in the Cantabrian Region (Axlor; Barandiaran excavations; Dima, Biscay, Northern Iberian Peninsula). Scientific Reports, 8, 10551. DOI: doi.org/10.1038/s41598-018-28377-y

Gehiago jakiteko:

• Basabe, J.M. (1973). Dientes humanos del Musteriense de Axlor (Dima. Vizcaya). Trabajos de Antropología, 16, 187-207.
• Rios-Garaizar, J. (2017). A new chronological and technological synthesis for Late Middle Paleolithic of the Eastern Cantabrian Region. Quaternary International, 433 (B), 50-63. DOI: 10.1016/j.quaint.2016.02.020
• Rougier, H., Crevecoeur, I., Beauval, C., Posth, C., Flas, D., Wißing, C., Furtwängler, A., Germonpré, M., Gómez-Olivencia, A., Semal, P., van der Plicht, J., Bocherens, H., Krause, J. (2016). Neandertal cannibalism and Neandertal bones used as tools in Northern Europe. Scientific Reports, 6, 29005. DOI: 10.1038/srep29005
• Galarraga, A. (2016). Europako Iparraldeko neandertal kanibalak, gertutik. Elhuyar aldizkaria, 323, 30-33.

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Egileez: Asier Gómez Olivencia (@AsierGOlivencia) Ramón y Cajal ikertzailea da UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Estratigrafia eta Paleontologia Sailean. Nohemi Sala Juan de la Cierva ikertzailea da Giza Eboluzioari buruzko Ikerketa Zentro Nazionalean (CENIEH). Aida Gómez-Robles irakaslea da University College of Londoneko Antropologia Sailean. Diego López Onaindia (@DLopezOnaindia) doktoretza ondoko ikertzailea da Bordeleko Unibertsitatean eta UPV/EHUn. Antoine Balzeau (@abalzeau) CNRSko ikertzailea da Historia Naturaleko Museo Nazionalean, Parisen. Ana Pantoja Pérez UCM-ISCIII zentro mistoko giza eboluzioari buruzko doktoretza aurreko ikertzailea da. Carmen Nuñez-Lahuerta (@CarmenNL7) Lisboako Universidade Novako doktoretza ondorengo ikertzailea da. Alfred Sanchis Valentziako Historiaurreko Museoko ikertzailea eta bilduma kudeatzailea da. Mikel Arlegi (@ArlegiMikel) UPV/EHUko eta Bordeleko Unibertsitateko doktoretza ondorengo ikertzailea da. Ignacio Arganda-Carreras (@IgnacioArganda) Ikerbasque ikertzailea da Donostia International Physics Center (DIPC) zentroan eta UPV/EHUko Konputazio Zientziak eta Adimen Artifiziala Sailean. Joseba Rios-Garaizar (@jorios) ikertzailea eta harri bildumen kudeatzailea da Giza Eboluzioari buruzko Ikerketa Zentro Nazionalean (CENIEH).

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Naroa Martinez y Helena Matute

Pixabay, CC BY-SA

 

A pesar del auge del feminismo en los últimos años, los efectos negativos y generalizados del sexismo en la inteligencia artificial suelen ser subestimados.

Lejos de ser minoritario, el sexismo, y la discriminación que éste genera, impregna hoy en día el funcionamiento de los algoritmos de inteligencia artificial. Esto es un problema porque cada vez usamos más algoritmos para tomar decisiones cruciales sobre nuestras vidas. Por ejemplo, quién puede acceder y quién no a una entrevista de trabajo o a una hipoteca.

Sexismo en los algoritmos

La literatura científica que estudia la presencia de sesgos y errores en los algoritmos de aprendizaje automático está todavía en sus primeras etapas, pero los resultados son muy preocupantes.

Se ha comprobado que los algoritmos heredan los sesgos de género que imperan en nuestra sociedad. Como veremos a continuación, los sesgos humanos llevan a errores sistemáticos en los algoritmos. Es más, a menudo estos sesgos tienden a incrementarse debido a la gran cantidad de datos que manejan los algoritmos y a su uso generalizado.

Por ejemplo, en un estudio en el que se aplicaron técnicas de aprendizaje automático para entrenar a una inteligencia artificial utilizando Google News, se resolvió la analogía “hombre es a programador de ordenadores lo que mujer es a x”. La respuesta automática fue que “x = ama de casa”.

De manera similar, otro hallazgo inquietante fue el que se observó en un algoritmo entrenado con texto tomado de internet. Éste asociaba nombres femeninos como Sarah con palabras atribuidas a la familia, tales como padres y boda. En cambio, nombres masculinos como John tenían asociaciones más fuertes con palabras atribuidas al trabajo, como profesional y salario.

Amazon también tuvo que eliminar su algoritmo de selección de personal porque mostraba un fuerte sesgo de género, penalizando los CV que contenían la palabra mujer.

El sexismo también se cuela en los algoritmos de búsqueda de imágenes. Por ejemplo, una investigación mostró que en Bing se recuperan fotos de mujeres más a menudo al utilizar en las búsquedas palabras con rasgos cálidos, como por ejemplo, sensible
o emocional. Por el contrario, palabras con rasgos de competencia, tales como inteligente o racional, están más representados por fotos de hombres. Es más, al buscar la palabra persona se recuperan más a menudo fotos de hombres que de mujeres.

En otro trabajo se observó que el algoritmo asociaba imágenes de compras y cocinas con mujeres. Así, deducía que “si está en la cocina, es mujer” la mayor parte de las veces. En cambio, asociaba imágenes de entrenamiento físico con hombres.

Además de los datos de texto y las imágenes, las entradas e interacciones que realizan los usuarios también refuerzan y nutren el aprendizaje de sesgos de los algoritmos. Un ejemplo de ello lo confirmó un trabajo en el que se observaba que los temas relacionados con la familia y las relaciones románticas se discuten mucho más frecuentemente en los artículos de Wikipedia sobre las mujeres que sobre los hombres. Además, la biografía de mujeres tiende a estar más vinculada (mediante enlaces) a la de los hombres que viceversa.

Sesgo algorítmico en lenguas con género

Hasta la fecha los estudios que se han centrado en examinar el sesgo de género lo han hecho casi exclusivamente analizando el funcionamiento de los algoritmos con el idioma inglés. Sin embargo, esta lengua no tiene género gramatical.

En inglés, la maestra simpática y el maestro simpático se dice igual: the nice teacher. Por tanto, cabe preguntarse qué ocurre con lenguas como el español, que sí tiene género gramatical.

La investigación al respecto ha encontrado sesgos de género al traducir del inglés a idiomas con género gramatical como el nuestro. Por ejemplo, un estudio mostró que al traducir la palabra lawyer del inglés al español había una asociación automática más fuerte con la palabra abogado que abogada. Por el contrario, la palabra nurse estaba más relacionada con la palabra enfermera que enfermero. En principio tendría que haber asociado ambas traducciones con idéntica probabilidad.

A pesar de las numerosas críticas de los últimos años, los sesgos que se producen al traducir desde una lengua sin género gramatical, como el inglés, a una con género gramatical, como el español, se siguen dando hoy en día en algunos traductores automáticos como, por ejemplo, DeepL (ver Figura 1).

Figura 1. Captura de pantalla del algoritmo DeepL que muestra sesgo de género (14-05-2020).

Algunos traductores como Google Translate han introducido correcciones. Hoy en día traducen con el masculino genérico un conjunto de palabras (ver Figura 2), pero han incorporado también el desdoblamiento por género femenino y masculino de palabras e incluso frases cortas (ver Figura 3).

Figura 2. Captura de pantalla de Google Translate que muestra masculino genérico en la traducción de un listado de palabras (14-05-2020).Figura 3. Captura de pantalla de Google Translate que muestra desdoblamiento de género femenino y masculino en la traducción de una palabra (14-05-2020).

¿Qué solución tiene?

En la actualidad, se están desarrollando iniciativas y estándares destinados a abordar el problema de los sesgos algorítmicos. Pero, por el momento, la mayor parte de los sistemas de inteligencia artificial presenta sesgos.

La investigación sugiere que subestimamos los sesgos presentes en las máquinas e incluso tendemos a considerar más justas y preferir las recomendaciones de los algoritmos a las de los humanos. Pero, ¿realmente queremos delegar nuestras decisiones en algoritmos que asocian mujer con ama de casa? IBM predice que “sólo la inteligencia artificial que esté libre de sesgos sobrevivirá”.

Sobre las autoras: Naroa Martinez es investigadora posdoctoral y Helena Matute catedrática de psicología en la Universidad de Deusto

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.

El artículo El sexismo en los algoritmos: una discriminación subestimada se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juan Ignacio Pérez Iglesias Norbaitek galdetzen badizue gure zibilizazioa zer produktu nagusiren gainean eraiki den, oso litekeena da petrolioa erantzutea. Baliteke, halaber, burdina aipatzea. Baten batek, agian, plastikoa esango du. Eta nik papera gehituko nuke. Baina gutxik pentsatuko lukete harean, hots, bereziki kuartzoz (silizea) –osaera jatorriaren arabera aldatzen da, halere– osatutako eta 0,06 eta 2 milimetro arteko neurriko aleek eratutako produktu horretan.

Irudia: dflasñdfa (Argazkia: Myriam Zilles en Pixabay)

Harea ez da petrolioa, burdina edo plastikoa bezain nabarmena, eta, horregatik, ez gara ohartzen agian zer neurritan gauden haren mende. Baina ezinbestekoa zaigu: hareaz egiten dira herrixkak, hiriak eta hiri modernoak altxatzeko, eta horiek lotzen dituzten bideak eraikitzeko erabiltzen diren hormigoia, adreilua eta igeltsua. Hareaz egiten da gure etxeetara argia sartzea ahalbidetu duen beira. Eta mikrotxipak.

Harea diskretua da, baina oso kantitate handietan erabiltzen dugu: 2010ean bakarrik, 11.ooo miloi tona erabili ziren munduan hormigoia egiteko, hau da, harearen gastu osoaren bi heren inguru. Gaur egun 40.000 miloi tonatik gora harea eta legar erabiltzen direla kalkulatzen da. Baliabide honek, petrolioak bezala, denbora luzea behar izan du eratzeko, eta ez da berritzen. Gainera, gero eta zailagoa da lortzen, eta hura erauzteak kalte larriak dakarzkie itsas ekosistemei. Eta ez, Saharako eta beste basamortu batzuetako hareak ez du balio; horko aleak oso meheak dira eta biribilduegi daude haizearen higaduraren eraginez. Hormigoia egiteko harearik onena ibai oheetakoa da; itsasokoa ez da egokia, dituen kloruroak korrosiboak baitira altzairuzko armaduretarako.

Harea behar-beharrezkoa da, eta Italian mafia ere sartu da negozioan horregatik. Indian ere talde mafioso ugari daude haren inguruan. Marokon, Aljerian, Vietnamen, Indonesian eta Malasian harearen legez kanpoko erauzketak daudela dokumentatuta dago, baina 70 herrialdetan ohikoak direla uste da. Indonesian, 24 uharte gutxienez desagertu dira harearen piraten ondorioz. Pirata horiek Singapurren saltzen dute, itsasoari eremua kentzeko.

Ordezko aukerak aurkitu bitartean, komeniko litzateke hormigoi beharrak gutxitzea, eraikin eta azpiegitura berrien eraikuntza murrizten saiatuz, baina oraingo eraikinak egoera onean mantentzeko ere asko behar da. Hormigoia kontserbatzeko zenbait prozedura saiatzen ari dira, bakterio eta onddo jakin batzuek kaltzio karbonatoa sortzeko duten ahalmenean oinarrituta. Era horretan, denborarekin sortzen diren pitzadurak betetzeko erabiliko litzateke hori, baina bide horrek ez du irtenbiderik ematen arrazoizko epeetan. Beste aukera bat birziklatzea da, baina eraispenen ondorioz birziklatu ahal den bolumena ez da iristen beharren % 20tik harago.

Oso litekeena da eraikitzeko oraingo metodoak aldatu behar izatea, eta bada pentsatzen duenik irtenbidea izan daitekeela egitura handiak hiru dimentsiotan inprimatzea ad hoc diseinatutako materialekin. Hala ere, ziurrenik irtenbideak ez dira iritsiko orain pentsatzen den metodo edo materialetatik, baizik eta prozedura guztiz berriren batetik.

Kantitate handiak adierazteko, oso metafora erabilia da munduko harea aleen kopurua aipatzea. Baina ez da infinitua. Baliabide honek ez du jaberik, urria da eta guztiek balia dezakete; planeta osoko «ondasun komunen tragediak» eragiten dion baliabide bat da.

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Egileaz: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.

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Foto: Matthew Feeney / Unsplash

Sabemos que la forma más segura de perder peso es comer menos; también es conveniente comer alimentos saludables y si, además, hacemos ejercicio físico, mejor aún. Lo sabemos, pero eso no quiere decir que adelgazar sea sencillo. Por eso, y porque la obesidad y el sobrepeso son fuente de muchos problemas de salud, interesa saber cuáles son las estrategias para adelgazar que se han demostrado eficaces cuando se han llevado a la práctica.

Con ese propósito han analizado los resultados de 50 publicaciones científicas que incluyen datos procedentes de cinco países (Alemania, Estados Unidos, Finlandia, Grecia y Portugal), obtenidos a partir de registros de peso de miles de personas durante periodos de tiempo prolongados. Han podido evaluar así el efecto de 51 estrategias personales, así como la posible influencia de 30 rasgos psicológicos, sociodemográficos y de comportamiento sobre la magnitud de la pérdida de peso y el tiempo durante el que se mantiene esa pérdida. Los datos incluidos en el estudio corresponden a personas que han conseguido reducciones de entre 20 y 30 kg, aproximadamente, y que han alcanzado un peso estable en torno a los 75 kg durante periodos de tiempo de varios años en la mayor parte de los casos.

Como era de esperar, las estrategias más eficaces para perder peso y mantenerlo después son el ejercicio físico y la reducción de la ingesta total de energía y de la de grasa. Otras actuaciones útiles conllevan una cierta planificación, como el disponer en el hogar de alimentos saludables, o implican una mejora en la calidad de la dieta, como el aumentar el consumo de vegetales, comportamientos ambos coincidentes con lo que recomiendan las guías oficiales. Y aunque la literatura científica no es concluyente al respecto, también parece ayudar el desayuno regular, así como aumentar la ingestión de proteínas y de alimentos ricos en proteínas.

Como cabía anticipar, también arrojan resultados positivos disminuir el tamaño de las raciones, controlar el peso con frecuencia y establecer objetivos concretos, tanto en lo relativo a la cantidad y tipo de alimento como a la actividad física. Esos comportamientos ayudan a perder peso y a mantenerlo a largo plazo. En conjunto, permiten a las personas interesadas ejercer un cierto control sobre su evolución y ajustar su comportamiento al objetivo que se desea alcanzar. Para no tirar la toalla es importante también que los objetivos, tanto en lo relativo a la ingesta como al ejercicio, sean individualizados y realistas.

Cuando hay recomendaciones médicas de por medio, el peso perdido se mantiene más fácilmente a lo largo del tiempo, seguramente porque las personas a las que se les indica atribuyen sus problemas de salud al sobrepeso y están especialmente motivadas para recuperar la salud o no empeorarla. Por el contrario, cuando se come en respuesta a estímulos de carácter emocional se pierde menos peso y resulta más difícil mantener la pérdida a largo plazo. Y como es lógico, tampoco resultan de ayuda los festines o atracones ocasionales.

Finalmente, es interesante constatar que las personas concienzudas y meticulosas pierden peso con mayor facilidad que el resto, dado que esas personas son más capaces de autocontrolarse y, por lo tanto, les resulta más fácil adoptar y mantener los comportamientos que, a largo plazo, permiten conseguir las mayores pérdidas de peso.

Muy probablemente nada o casi nada de lo dicho aquí resulte una novedad, pero reconforta el constatar que las recomendaciones dietéticas al uso demuestran su eficacia en la práctica. Al menos para quienes nos afanamos cada día en el difícil arte de quedarse con las ganas de comer un poco más.

Fuente: Paixão, C, Dias, CM, Jorge, R, et al. Successful weight loss maintenance: A systematic review of weight control registries. Obesity Reviews. 2020; 1– 15.

 

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo Para perder peso y no recuperarlo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Osasuna

Zer egin behar dugu eguzkitik babesteko? Artikulu honen arabera, krema jartzeaz gain, beste parametro batzuk kontuan hartu behar ditugu, hala nola eguzkitakoak, janzteko eta bainatzeko arropa, eta elikagaiak. Egunotan hondartzara joateko asmoa baduzu irakur ezazu hau.

Baraua egitea osasungarria al da? Nutrizionistak ez dira ados jartzen. Berriako testu honetan aditu batzuek iritziak bildu dituzte. Esaterako, Endika Montiel nutrizionistak “barau kontzientea” aldarrikatzen du. Bere ustez, “ezarrita dagoen elikadura ereduak gehiegi jatea bultzatzen du, eta hori kaltegarria da gorputzarentzat”. Bestalde, Nerea Segura dietista-nutrizionistak bere pazienteei ez die gomendatzen barauldia egitea. Eta zuk, zer deritzozu? Noizbait egin al duzu halakorik?

SARS-CoV-2 birusaren birulentzia oraindik kezka da. Badirudi orain antzematen ari diren kasuetan gaixotasuna arinagoa dela. Miren Basarasek dio horren atzean arrazoi ezberdinak egon daitezkeela. Adibidez, orain diagnostikatzen diren kasuak ez dira bakarrik larrienak. Halere, argi dio: birusak duen birulentzia berdina da, eta gaixotasunaren “arintasuna” zuhurtziaz hartu behar dugu.

COVID-19ari jarraiki, BMJ aldizkariak aditu emakumezkoen hutsunea salatu du; gaixotasunak agerian utzi du gizartean dagoen genero-bereizkeria. Elhuyar aldizkariak bildu dizkigu datu batzuk: munduan, osasungintzan ari diren langileen %70 baino gehiago emakumezkoak dira, eta, hala ere, Osasunaren Mundu Erakundearen COVID-19aren Larrialdi Batzordean %20 baino ez dira.

Barazkiak eta frutak oso epe laburrean usteltzen dira. Horri aurre egiteko, izozteko aukera dugu. Baina hori egitean, elikagai horien nutrienteak galdu egiten al dira? Oro har, daukagun iritzia da izoztutako elikagaiak kalitate baxuagokoak direla. Baina badirudi hori ez dela zuzena, egin diren ikerketen arabera. Josu Lopez-Gazpiok argitu digu afera artikulu honetan. Ez galdu!

Fisika

Neutroiak ardatz dituen zientziaz aritu dira artikulu honetan. Horiek material ugari ikertzeko erabiltzen dira. Oro har, arlo zientifiko ugaritan erabiltzen den zientzia da. Horiek zeintzuk diren ezagutu nahi dituzu? “Bizitza hobe baterako materialen” belaunaldi berri batera iristen lagunduko ei digu.

Ezaguna egiten zaigu Big Bang-a, unibertsoa nola hasi zen azaltzeko teoria, alegia. Baina oraindik azaldu gabe dagoen fenomenoa dugu. Testuan azaltzen diguten moduan, hasierako eztanda horretan materia bezainbesteko antimateria sortu zen. Eta bi horiek topo egitean elkar deuseztatzen dute beraz, teorian ez zen unibertsorik existitu behar. Misterio horretan badute zeresana neutrinoek. Oso bitxiak dira! Ez galdu!

Astrofisika

2020. urteari trama asko gehitzen ari zaizkio. Gehiegi, agian. Europako Behatoki Australeko (ESO) astrofisikariak konturatu dira galaxia nano batean dagoen izar masibo ezegonkor bat desagertu dela! Zientzialariek bi azalpen bota dituzte: alde batetik, baliteke izar horren distiraren desagerpena espazio-hautsak sortutako ezkutaketa baten ondorioa izatea. Eta bestetik, izar hori azken fasera iritsi da, eta zulo beltz bihurtu da, baina supernoba bat eragin gabe. Elhuyar aldizkariak eman digu honen berri.

Nanoteknologia

Nanopartikula metaliko kiralak egiteko teknika bat garatu dute CIC biomaGUNEn. Hala azaldu digu Elhuyar aldizkariak: metodoa sinplea da eta aplikazio-aukerak zabaltzen ditu, hala nola, optikan, katalisian, detekzio biologikoan eta irudigintza biomedikoan. Teknikari buruz gehiago jakiteko, jo ezazue artikulura.

Arkeologia

Urpean zeuden arkeologia-aztarnategiak azaleratu dituzte Australian, Elhuyar aldizkariak jakinarazi duenez. Gutxienez duela 7.000 urtekoak diren 270 objektu arkeologiko aurkitu dituzte. Horietatik bat duela 8.500 urtekoa dela uste dute. Artikulu honetan aurkituko dituzte xehetasun guztiak.

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Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

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Egileaz: Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

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Emakumeek zientzia egiten dute / Ellas hacen ciencia, fue un ciclo de conferencias organizado por el Ayuntamiento de Bilbao-Bilboko Udala, coordinado por las profesoras de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad del País Vasco María Jesús Irabien Gulias y Marta Macho Stadler, que tuvo lugar en la Biblioteca de Bidebarrieta de Bilbao durante el mes de noviembre de 2019.

Dentro de este ciclo estuvo esta conferencia de Ana López Navajas, asesora docente de coeducación en la Conselleria d’Educació i Investigació de la Generalitat Valenciana, titulada La ciencia amputada: sin referencias de científicas en los manuales. En ella la ponente expone la práctica ausencia en los libros de texto con contenido de materias de ciencias de referentes femeninas y los efectos de este olvido.

Sobre la ponente dice Marta Macho en Mujeres con ciencia:

Ana López Navajas es profesora e investigadora vinculada a la Universitat de València y asesora docente de Coeducación e Igualdad en la Formación del Profesorado en la Conselleria d’Educació, Investigació, Cultura i Esport de la Generalitat Valenciana. Su investigación se centra en el análisis de la ausencia de las mujeres y sus producciones –en el ámbito científico, cultural e histórico– en los contenidos y manuales de la educación, y en las implicaciones de esa ausencia.

Forma parte desde sus inicios de la asociación Clásicas y Modernas​, que promueve la igualdad de género en la cultura.

Su trabajo y su lucha por la igualdad y la coeducación han sido valorados a través de diferentes premios como el Premio «Ascensión Chirivella» (2016), el Premio «Avanzadoras» (2017) o el Premio «Top 100 Mujeres Líderes de 2018 en España».

Edición realizada por César Tomé López

El artículo La ciencia amputada: sin referencias de científicas en los manuales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Mundua gris eskalan ikusten duenik bada, koloreak ikusteko gaitasuna ez duelako. Pertsona hauek ez dira daltonikoak, akromatopsikoak, baizik. Terapia genikoa izan daiteke hauen irtenbidea. Rosa García-Verdugoren Gene therapy safe and potentially effective against colour blindness

Zer egin daiteke zaborrera botatzen den janariarekin? Konpost moduan berziklatu? Energia eskuratzeko erre? Beste alternatiba egon daiteke, Daniel González-Muñozen arabera: Irradiating food waste for energy production.

Kaosetik ordenera pasatzeak akatsak agertzea dakar. Unibertso goiztiarrean gertatu zen eta baita kristala eratzean ere. Non, nola eta zenbat desagertzen diren eta haien agerpenak zer nolako legeren arabera gertatzen den ezagutzeak interes handikoa da oinarrizko zientziarentzat eta baita ingeniaritzarentzat. Defektu topologikoen estatistika ulertzeko pausu teorikoa egin du DIPCk: Signatures of universality beyond the mean number of topological defects

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Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu

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Asier Gómez-Olivencia, Nohemi Sala, Aida Gómez-Robles, Diego López Onaindia, Mikel Arlegi, Antoine Balzeau, Ana Pantoja Pérez, Carmen Núñez-Lahuerta, Alfred Sanchis, Ignacio Arganda-Carreras, Joseba Rios-Garaizar

La revisión de colecciones paleontológicas excavadas en el pasado ha proporcionado nuevos e importantes hallazgos para entender la paleobiología y el comportamiento de los neandertales en Europa. En los últimos 15 años, un elevado número de restos neandertales se ha identificado revisando las colecciones: este es el caso de los yacimientos de Spy y Goyet en Bélgica, o La Ferrassie y Regourdou en Francia. Las nuevas técnicas de excavación, más precisas, y el conocimiento acumulado en los últimos años sobre la anatomía de los Neandertales, hace que hoy en día se identifiquen en las excavaciones un mayor número de restos.

Esto ocurre también con los restos de macro-fauna: actualmente se conoce con más detalle la anatomía de las especies de macrovertebrados que se recuperan en los yacimientos. En nuestro caso, en el marco de otro proyecto, tratando de identificar nuevos restos fósiles de cuón (Cuon alpinus) comenzamos a revisar los restos de las excavaciones antiguas de Axlor (Dima, Bizkaia). El cuón es un cánido que hoy en día vive en Asia, pero que durante el Pleistoceno también habitaba Europa, y cuyos restos pueden ser confundidos con los del lobo. El yacimiento de Axlor (Figura 1) fue descubierto en 1932 por el conocido arqueólogo vasco José Miguel de Barandiarán, y fue el último yacimiento que excavó entre los años 1967 y 1974. Los restos descubiertos en las excavaciones de Axlor, tanto fósiles como de industria lítica (herramientas de piedra) se hayan depositados en el Arkeologi Museoa de Bilbao, donde también se exponen tres restos humanos descubiertos en 1967 y que fueron publicados por el antropólogo vasco José María Basabe en 1973.

Figura 1. Contexto general del yacimiento en cueva de Axlor (Dima, Bizkaia, norte de la Península Ibérica). Figura originalmente publicada por Gómez-Olivencia et al. (2018). Licencia Creative Commons 4.0.

 

La revisión de las colecciones del Arkeologi Museoa produjo dos sorpresas. La primera de ellas fue identificar un fémur de ave con marcas de corte, y la segunda, identificar un molar decidual (de leche) humano (Figura 2) entre los restos de fauna indeterminados. Estos hallazgos casuales tenían gran importancia por su excepcionalidad, así que fue necesario organizar un equipo multidisciplinar para estudiar estos nuevos hallazgos y organizar una revisión sistemática de la colección Barandiarán buscando nuevos restos humanos, y también huesos de carnívoros o de aves modificados por los humanos (con marcas de corte, por ejemplo). No era la primera vez que se revisaba la colección Barandiarán de Axlor: en 2005, bajo la coordinación de J.E. González Urquijo, se identificaron dos restos humanos: un diente decidual y un fragmento de cráneo. El paleontólogo de ese equipo, P. Castaños, aisló varios restos como potencialmente humanos. Es decir, había varios restos humanos y algunos potencialmente humanos que nunca habían sido estudiados en detalle, y los publicados por Basabe no habían sido estudiados a la luz de nuevas técnicas estadísticas y de imagen. A partir de aquí las sorpresas se sucedieron.

Figura 2. Vista oclusal del diente decidual (de leche) neandertal identificado entre los restos de fauna. A la izquierda, vista del fósil original; a la derecha, reconstrucción 3D en la que se distingue el esmalte (en blanco) de la dentina (en dorado).

 

En la revisión sistemática de la fauna encontramos marcas de corte en tres restos de ave (dos pertenecientes a un águila real -Figura 3- y un tercero perteneciente a un cuervo), y dos restos de carnívoros (un lobo -Figura 4- y un lince). En un yacimiento como Axlor, es frecuente encontrar marcas de corte y evidencia, de la fractura de hueso para obtener la médula en especies como el ciervo, el bisonte o la cabra montés, que son las que habitualmente cazaban los Neandertales en esta región. Las marcas de corte en los restos de águila real y lince son probablemente el resultado de la obtención de carne, mientras que en el caso del lobo pudo interesar tanto aprovechar la carne como las pieles.

Los neandertales cazaban animales, no sólo para alimentarse sino también para obtener otros recursos como las pieles, fragmentos de huesos con los que fabricar herramientas (como los retocadores, elementos de hueso utilizados en la talla de herramientas de piedra), los tendones para hacer ligaduras, y ocasionalmente para elaborar elementos de adorno (moluscos, garras y plumas de aves). Por ello, la explotación de las aves por parte de los neandertales es un área de creciente interés entre los investigadores, ya que se liga a la presencia de comportamientos complejos desde una perspectiva doble. En primer lugar, porque el consumo de aves se relaciona con una dieta más amplia y porque su captura exige, al ser animales pequeños y rápidos, estrategias de adquisición diferentes a las utilizadas para cazar ungulados de talla mediana y grande (p.ej., cabras, caballos, bisontes, ciervos). En segundo lugar, porque se han descubierto evidencias de explotación de aves relacionadas con comportamientos simbólicos en distintos yacimientos europeos. Esta investigación tuvo un gran impacto porque se trata de la primera evidencia de explotación de carnívoros y aves por parte de los Neandertales de la zona cantábrica de la península ibérica.

Figura 3. Fémur derecho de águila real (Aquila chrysaetos) con marcas de corte. Este resto fue probablemente manipulado para la obtención de la carne. Figura originalmente publicada por Gómez-Olivencia et al. (2018). Licencia Creative Commons 4.0.

 

Figura 4. Radio de lobo (Canis lupus) con una marca de corte, resultado de descarnado o de pelado. Figura originalmente publicada por Gómez-Olivencia et al. (2018). Licencia Creative Commons 4.0.

 

En el caso de los “nuevos” restos humanos, el estudio morfológico de los dientes y del cráneo indicaba que presentaban la típica morfología de los neandertales. En cambio, los restos dentales publicados en 1973 tenían una morfología y un tamaño que era más similar a nuestra especie (Homo sapiens). Para poder llevar a cabo un estudio en detalle, realizamos micro-TACs (tomografía axial computerizada; series radiográficas de alta resolución que permite la reconstrucción 3D) de todos los dientes (Figura 5). De esa manera, además de poder estudiar la morfología externa, a veces poco evidente por el desgaste de algunos de los dientes, podíamos estudiar la morfología interna sin dañar los dientes. Estos micro-TACs nos permitieron incluso reconstruir virtualmente la morfología de la cámara pulpar y de los canales de las raíces de los dientes empleando de manera automática técnicas modernas de visión por computador.

Estos resultados fueron sorprendentes, por lo que decidimos también estudiar el contexto arqueológico y la proveniencia de todos los restos humanos de Axlor. Para ello, pedimos permiso a la Fundación José Miguel de Barandiarán para poder ver los cuadernos de excavación de J.M. Barandiarán. Estos cuadernos detallan las actuaciones que se llevaron a cabo en el yacimiento desde 1967 a 1973, daban cuenta de cómo se encontró el yacimiento al comienzo de la excavación proporcionando listados de los restos más importantes encontrados en cada campaña. Respecto a cómo se encontró el yacimiento, Barandiarán considera que desde 1932, año de su descubrimiento, se ha extraído sedimento del mismo: “Nere ustez, 1932n ezkero, lur asko atera izan dek arpe ortatik”. De los tres “nuevos” restos nos sorprendió ver que Barandiarán había reconocido como humano el fragmento de cráneo recuperado en 1969, que curiosamente nunca se había publicado. En el caso de los dos dientes de leche, no hay referencia expresa a los mismos, pero la información sobre su procedencia estratigráfica encajaba bien con un contexto de Paleolítico Medio. Los dientes publicados por Basabe (1973) fueron los primeros restos humanos encontrados en este yacimiento, entre el 7 y el 8 de septiembre de 1967 (Figura 6), y lo que más nos llamó la atención es el comentario de Barandiarán sobre cómo se habían encontrado: en tierra suelta, debajo y al lado de la roca, junto con restos de fauna y fragmentos de sílex (“Lur ariñean, aitzaren azpian eta bere ondoan. Aldamenean bezte ezur (abelezur asko eta suarri-malera”). En esa zona de la cueva, por nuestra experiencia en excavaciones recientes, los materiales arqueológicos tendrían que haber sido encontrados en un sedimento compactado; el haberlos encontrado en tierra suelta, tal y como indica Barandiarán, sugería que el contexto arqueológico era sospechoso.

¿Podrían ser restos humanos del Paleolítico Superior? Axlor ha arrojado evidencias de ocupaciones de cazadores-recolectores de nuestra especie en sus niveles superiores. ¿Podrían ser restos de la Prehistoria reciente (Neolítico-Edad del Bronce)? No hay ninguna evidencia de ocupación en esta cueva, pero hay decenas de cavidades en el País Vasco que fueron usadas de manera sepulcral por estas poblaciones, incluyendo la cercana cueva de Balzola. Teniendo en cuenta que la zona del descubrimiento de estos dientes fue la más afectada por la extracción de sedimento posterior a 1932, hasta que no se daten estos restos mediante carbono-14, es una pregunta que no podremos responder con certeza.

Figura 5. Reconstrucción virtual de tres de los cinco dientes publicados por Basabe (los otros dos están extraviados) en vista labial (arriba) y oclusal (abajo). Estos restos tienen una morfología y un tamaño similar a nuestra especie (Homo sapiens) y distinta a los neandertales.

 

Figura 6. Página del cuaderno de J.M. de Barandiarán donde se listan los restos arqueo-paleontológicos (incluyendo los restos humanos) encontrados los días 7 y 8 de septiembre en los cuadros 13E y 13F de Axlor. Imagen cortesía de la Fundación José Miguel de Barandiarán.

 

Los neandertales fueron cazadores-recolectores que habitaron Eurasia occidental durante más de 200 mil años, durante periodos glaciares e interglaciares, hasta que se extinguieron hace aproximadamente 40 mil años. En Axlor, los córvidos, las rapaces y los cánidos podrían haber actuado como comensales de los neandertales, carroñeando restos dejados por estos humanos. Esto acercaría estos animales a los neandertales, que los podrían haber cazado de manera esporádica. Además de proporcionar información adicional sobre la amplitud de la dieta de los neandertales, nuestro estudio refuerza la idea de que estos seres humanos tenían una compleja interacción con su entorno. Además, al menos dos niños de los grupos neandertales que habitaron la cueva perdieron sus dientes de leche en el yacimiento. En el caso del fragmento de cráneo, la razón de su presencia en el yacimiento está aún por clarificar, pero cabe recordar que los neandertales fueron una especie humana con gran diversidad de culturas y costumbres, que en algunos casos enterraban a sus muertos y otras veces practicaban el canibalismo (Rougier et al., 2016). Por todo ello, y por lo mucho que queda por excavar, consideramos que Axlor todavía puede proporcionar más información sobre estos humanos extintos.

Referencias:

Gómez-Olivencia, A., Sala, N., Núñez-Lahuerta, C., Sanchis, A., Arlegi, M., Rios-Garaizar, J. 2018. First data of Neandertal bird and carnivore exploitation in the Cantabrian Region (Axlor; Barandiaran excavations; Dima, Biscay, Northern Iberian Peninsula). Scientific Reports 8, 10551. DOI: doi.org/10.1038/s41598-018-28377-y

Gómez-Olivencia, A., López-Onaindia, D., Sala, N., Balzeau, A., Pantoja-Pérez, A., Arganda-Carreras, I., Arlegi, M., Rios-Garaizar, J., Gómez-Robles, A. The human remains from Axlor (Dima, Biscay, northern Iberian Peninsula). American Journal of Physical Anthropology 172, 475-491. DOI: doi.org/10.1002/ajpa.23989

Para saber más:

Basabe, J.M., 1973. Dientes humanos del Musteriense de Axlor (Dima. Vizcaya). Trabajos de Antropología 16, 187-207.

Rios-Garaizar, J., 2017. A new chronological and technological synthesis for Late Middle Paleolithic of the Eastern Cantabrian Region. Quaternary International 433, 50-63. DOI: 10.1016/j.quaint.2016.02.020

Rougier, H., Crevecoeur, I., Beauval, C., Posth, C., Flas, D., Wißing, C., Furtwängler, A., Germonpré, M., Gómez-Olivencia, A., Semal, P., van der Plicht, J., Bocherens, H., Krause, J., 2016. Neandertal cannibalism and Neandertal bones used as tools in Northern Europe. Scientific Reports 6, 29005.

Galarraga, A. (2016) Europako iparraldeko neandertal kanibalak, gertutik Elhuyar

Tomé López, C. (Ed.) (2018) 100 años después el neandertal de La Ferrassie sigue dando información Cuaderno de Cultura Científica

Gómez, A. (2019) Neandertales Cuaderno de Cultura Científica

Sobre los autores:

Asier Gómez Olivencia (@AsierGOlivencia) es investigador Ramón y Cajal en el Departamento de Estratigrafía y Paleontología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU

Nohemi Sala es investigadora Juan de la Cierva en el Centro Nacional de Investigación sobre Evolución Humana (CENIEH)

Aida Gómez-Robles es profesora en el Departamento de Antropología del University College of London.

Diego López Onaindia (@DLopezOnaindia) es investigador postdoctoral en la Université de Bordeaux y de la UPV/EHU.

Antoine Balzeau (@abalzeau) es investigador del CNRS en el Muséum national d’Histoire naturelle, Paris.

Ana Pantoja Pérez es investigadora predoctoral del centro mixto UCM-ISCIII sobre evolución humana.

Carmen Nuñez-Lahuerta (@CarmenNL7) es investigadora postdoctoral de la Universidade Nova de Lisboa.

Alfred Sanchis es investigador y gestor de colecciones en el Museu de Prehistòria de València

Mikel Arlegi (@ArlegiMikel) es investigador postdoctoral de la UPV/EHU y de la Université de Bordeaux.

Ignacio Arganda-Carreras (@IgnacioArganda) es investigador Ikerbasque en el Donostia International Physics Center (DIPC) y en el Departamento de Ciencias de la Computacion e Inteligencia Artificial de la UPV/EHU

Joseba Rios-Garaizar (@jorios) es investigador y gestor de colecciones líticas en el Centro Nacional de Investigación sobre Evolución Humana (CENIEH)

El artículo Nuevos neandertales del País Vasco (y algunos que dejan de serlo) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juanma Gallego Unibertsoa sortu zenean, materia bezainbesteko antimateria zegoen, baina ondoren antimateria gehiena ezerezean geratu zen. Neutrinoek izan dezakete fenomeno hori azaltzeko gakoa, baina partikula horiek in fraganti harrapatzea ez da batere erraza. Orain, zientzialariek kontua argitzen lagundu dezakeen tresna berria asmatu dute.

Munduan azaldu gabe dauden misterioen artean, badago bat gainerakoetatik gailentzen dena: materiaren eta antimateriaren arteko asimetriarena. Horrela esanda, ez dirudi bereziki kontu deigarria, baina atzean zinez misterio zirraragarria dago: den-dena nola hasi zelako misterioa.

1. irudia: Sortu duten molekula fluoreszentea bario atomo bat detektatzeko gai da. Horri esker, neutrinoen izaera argitzeko moduan egongo diren esperantza dute zientzialariek. (Irudia: DIPC)

Gaur egun nahiko ezaguna da gure unibertsoa nola hasi zen azaltzeko finkatuen dagoen teoria: dena Big Bang batean hasi zen. Baina bertan abiatzen da ere oraindik azaldu gabe dagoen fenomeno garrantzitsu bat. Eredu teorikoen arabera, hasierako eztanda erraldoi horretan materia bezainbesteko antimateria sortu zen, kopuru berdinetan. Eta, materia mota biek topo egitean elkar deuseztatzen dutela kontuan izanda, teorian ez zen unibertsorik existitu behar.

Zorionez, unibertsoa bada. Baina ingurura begira jartzen garenean, ikusten dugun gehiena materia da. Hortaz, zerbait gertatu behar izan zen: deuseztatu gabe mantendu zen antimateria kopuru txiki bat geratu zen. Unibertsoa deitzen diogu deuseztapenaren ondoren geratu zen puska horri.

Misterio hori argitu nahian, kosmologoek neutrinoetara jo dute, hasierako prozesu horretan gako izan zitezkeelakoan. Zeharo bitxiak dira neutrinoak. Elektroien antzekoak dira euren propietateetan, baina karga elektrikorik ez dute, eta haien masa izugarri txikia da: elektroiena baino milioi bat aldiz txikiagoa. Hain masa txikia edukita, oso hartu-eman gutxi dituzte gainerako partikulekin, eta ez da batere erratza horiek hautematea. Baina neutrinoa beste arrazoi batengatik ere erakargarria da ikertzaileentzat. Beste partikula elementalekin gertatzen den moduan, neutrinoa eta antineutrinoa daudela onartzen da, baina, kasu honetan, adituek uste dute neutrinoa eta antineutrinoa partikula bera izan daitezkeela (Majorana partikula bat, fisikarien hizkeran). Teoria baten arabera, neutrinoei egotzi behar zaie Big Bang eta gero materia garaile atera izana, euren desintegrazioan kargaren eta parekotasunaren urratzea deritzona gertatu zelako.

Baina hori horrela izan zela demostratu beharra dago. Besteak beste, zeregin horretan ari dira Canfranceko Lurrazpiko Laborategian kokatuta dagoen NEXT esperimentuan. Bertan, presio altuan dauden xenonezko gas ganbarak erabiltzen dituzte, neutrinoen desintegrazioa detektatzen saiatzeko. Ereduen arabera, neutroia haren antipartikula propioa balitz, oso desintegrazio bitxia gertatuko litzateke: horren ondorioz, xenona bario ionizatua bihurtuko litzateke, prozesuan bi elektroi askatuz. Askatze hori atzematea da zientzialarien helburua; eta horregatik daude, hain justu, mendi baten azpian ezkutaturik, modu naturalean dagoen erradiazioaren zaratatik —izpi kosmikoetatik, bereziki— babesteko.

Lurpean kutsadura horretatik zertxobait salbu mantendu arren, prozesua hain da txikia ezen sentikortasun handiko detektagailua behar baitute. “Kontxako hondartzan hondar ale berde bat aurkitzen saiatzearen parekoa litzateke”, azaldu dute Fernando Cossio kimikariak eta Juan Jose Gomez-Cadenas fisikariak Radio Euskadiko La mecánica del caracol irratsaioan. DIPC, Ikerbasque eta EHUko ikertzaileek gidatutako talde bateko kideak dira, eta, momentuz martxan ez badago ere, detektagailu hori eraikitzeko bidea garatu dute. Prozesua Nature aldizkarian deskribatu dute.

2. irudia: Somporteko trenbidearen tunelean kokatuta dago NEXT esperimentua, Pirinioen azpian, izpi kosmikoetatik eta bestelako erradiazioetatik ahalik eta isolatuen egoteko. (Argazkia: LSC)

Fluorescent Bicolor Indicator izendatu dute prozesua: FBI. Eta, bai; nahita egin dute. Ez pentsa titular guztiak kazetari aldrebesei leporatu behar zaizkienik. Hitzez hitz diotenez, FBI erabiliko dute materia eta antimaterian agente doble gisa aritzen den neutrinoa atzemateko. Puntako zientzia eta umorea tartekatzeko gai den jendea ez al da ba zoragarria?

Molekula berriari esker, Kontxako hondartzan zegoen ale berde hori “laser baten moduan arreta erakartzen duen hondar ale urdin” bilakatu nahi dute. Gomez-Cadenasek laburbildu du prozesuaren funtsa: “Gasaren erdian barioa sortzen denean, eremu elektriko baten bitartez katodo batera eramango dugu, eta bertan barioak topo egingo du molekula-baso batekin. Askatuko diren bi elektroiei jarraipena eginez, gainera, jakingo dugu non bilatu; eta gero eremu horretara laser ultramore bat bideratuko dugu, barioa hartu duen molekularen distira pizteko”. Prozesua, noski, dezente konplexuagoa da, eta, esaterako, argibide teknikoagoak nahi dituenak, Cesar Tome Lopezek idatzitako azalpen honetan aurki ditzake.

Bestetik, berde eta urdin espektroetan izango diren aldaketa horiek ikusi ahal izateko biomedikuntzaren alorrean kornearen irudiak lortzeko garatu den mikroskopio mota bat erabiliko dute. Oraingo erronketako bat da lortzea molekula horretaz osatutako basoak eraikitzea.

Zientzialariek onartu dutenez, oraindik urratzeko geratzen den bidea handia da, baina “errepidea ikusten” dute. Ibilbide horretan, xenon pila baten erdian sortzen den bario atomo ionizatu bat detektatzea izango dute helburu. Fisikan gertatu ohi den bezala, hain tamaina txikiko froga batek irauli lezake unibertsoaren hasierari buruzko ezagutza bera ere. Lurrazpiko tunel batetik eta FBIren laguntzaz.

Erreferentzia bibliografikoa:

Rivilla, I., Aparicio, B., Bueno, J.M. et al. (2020). Fluorescent bicolour sensor for low-background neutrinoless double β decay experiments. Nature 583, 48–54. DOI: 10.1038/s41586-020-2431-5

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Egileaz: Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Foto:  K. Mitch Hodge / Unsplash

Hace unas semanas, un tipo saxofonista alemán llamado Armin Küpper subió un curioso canon a su canal de Youtube1. La primera voz la interpretaba él mismo, con su instrumento. La segunda voz se la devolvía una enorme tubería. No en vano, “Pipeline funk” es el título de su composición.

Y ahora, la pregunta: viendo el vídeo, ¿sabrías decir cuánto mide, aproximadamente, la tubería? Es un acertijo molón porque el cálculo que requiere es bastante sencillo. El saxofonista toca en un extremo del tubo, que se comporta como una guía de onda (una especie de fibra óptica pero con ondas acústicas en lugar de electromagnéticas). El sonido lo recorre por completo y rebota en el extremo opuesto. Conocemos, además, la velocidad del sonido, unos 343 m/s si suponemos que en Alemania en estas fechas no hace demasiado frío. Ahora basta medir el tiempo que separa la primera voz de su doble, multiplicar ambos valores y dividir el resultado entre dos (teniendo en cuenta que el sonido hace un camino de ida y vuelta).

Y listo, ¿lo tienes?

Si las matemáticas de la ESO no te fallan, habrás obtenido algún resultado entre 170 y 200 metros. Y si piensas como casi la mayoría de los curiosos a quienes les planteé este mismo acertijo hace un par de semanas en Twitter, lo único farragoso del problema habrá sido tener que medir la duración del lapso entre la melodía y su eco. A orejímetro, quizás hayas estimado 1 segundo, aproximadamente y de aquí procede la mayor fuente de error. Otros lectores, con más paciencia, usaron incluso programas de edición de audio y tablas de Excel para alcanzar mayor precisión. Mi casa, en cambio, está llena de músicos, así que ese punto del problema resultaba relativamente sencillo:

— Suena bastante más lento que el concierto de Mozart… así que le echo unos 100 pulsos por minuto. Pongamos que 1,2 segundos cada compás.

El concierto de Mozart del que habla mi pareja es este. Los pulsos por minuto (ppm) son una medida de la velocidad a la que se suceden sus compases. Iñaki, además de investigador, es clarinetista y siempre recurre a su propia memoria musical y muscular, ligada a una obra que ha interpretado cientos de veces, para estimar duraciones temporales. Tampoco es que sea el primer científico de la historia en usar un truco así.

Hacia 1604, Galileo Galilei estaba estudiando el movimiento de los cuerpos acelerados por la gravedad. En aquella época, por desgracia, no existían cronómetros demasiado precisos, ni nada que se pareciera a un sistema de unidades estándar. Para llevar a cabo sus experimentos, a menudo Galileo inventaba sus propias medidas y sistemas de calibración. En, en este caso, el físico italiano necesitaba algún recurso que le permitiese medir lapsos de tiempo de igual duración. Como los pulsos de una canción. Y no le valía cualquier canción. Necesitaba un ritmo contundente, bien definido, algo que se pudiera bailar, vaya, parecido al ritmo de un buen tema pop.

Después, colocó una serie de trastes sobre un plano inclinado. Su objetivo era analizar el movimiento de una pelota rodando por su pendiente. Al pasar sobre los trastes la pelota emitía un pequeño ruido, así que Galileo solo tenía que moverlos hasta sincronizarlos con los pulsos de su canción. El resultado eran una serie de distancias desiguales sobre la rampa, proporcionales, en su eje vertical, al tiempo transcurrido desde el inicio de la canción (la corchea enésima) al cuadrado.

Galileo descubrió la matemática de los cuerpos acelerados mientras cantaba una canción popular. En mi cabeza, era algo parecido a Shakira aunque probablemente los musicólogos no están muy de acuerdo conmigo en esto. Lo sorprendente es que, a pesar de lo rudimentario de su método, ¡sus medidas alcanzaron una precisión de 1/64 de segundo2! La ventaja de utilizar una canción para medir el tiempo es que su patrón repetitivo permite tomar muchas medidas, sucesivas, en lugar de una sola aislada. En el caso del canon de la tubería, por ejemplo, al sincronizar la canción con un metrónomo, es posible ajustar no sólo “una” medida del tiempo, sino todas las que abarque la canción, pudiendo así reducir el error.

Por otra parte, los humanos somos especialmente hábiles recordando los tempos de las canciones de manera precisa, especialmente dentro de cierto rango. En un experimento de 19963, Daniel J.Levitin y Perry R. Cook mostraron que la mayoría de los oyentes recordaban y cantaban diversas canciones pop a la misma velocidad que la grabación original con un margen inferior al 8 %. Esta habilidad resulta fundamental en campañas como la de la British Heart Foundation, que tenía por objetivo enseñar técnicas de primeros auxilios a la población ayudándose del ritmo de una canción. Si alguna vez necesitas socorrer a alguien con un paro cardiaco, recuerda esto: lo primero, llama al 112. Solo después, insiste con “Staying alive” (tempo: 104 ppm).

¿Y el canon de la tubería?, ¿cómo de larga era?, ¿cuánto duraban sus repeticiones? Bien, Iñaki había estimado a oreja que el canon sonaba a unos 100 ppm. Esto permite calcular rápidamente la duración de los pulsos: 60/100=0,6 segundos lo que nos da un compás (el lapso que separa a la melodía de su eco) de 1,2 segundos. Echando mano a un editor de audio resulta que los lapsos duraban un poquillo menos: 1,17 segundos. En total, un error de menos del 3%, que no está nada mal para no haber sacado ni siquiera el reloj. Podemos concluir que la tubería mide unos 200 metros.

Notas y referencias:

1Descubrí el vídeo gracias a Apuntes de Ciencia.

2Victor Coelho (1992). Music and Science in the Age of Galileo

3Levitin, D.J., Cook, P.R. Memory for musical tempo: Additional evidence that auditory memory is absolute. Perception & Psychophysics 58, 927–935 (1996).

Sobre la autora: Almudena M. Castro es pianista, licenciada en bellas artes, graduada en física y divulgadora científica

El artículo Cuando Galileo medía el tiempo en corcheas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El principio de relatividad (3): la invariancia de Galileo
2. El principio de relatividad (2): la versión de Galileo
3. La relatividad del tiempo (1)

Unibertso primordialak edo gazteak unibertsoaren sorreraren lehen uneak hartzen ditu. Izan ere, gaur egun unibertsoak lau mila milioi urte baditu, primordialak unibertsoaren lehen segundoa hala segundo horren lehen frakzioak hartuko lituzke.

Garai labur hartan ez zegoen ez planetarik, ez izarrik, ez galaxiarik, ezta atomorik ere; izan ere, dena nahasita zegoen, modu dentsoan, plasma-zopa batean bezala. Izatez, oraindik ez dakigu nola funtzionatzen zuten fisikaren legeek momentu hartan.

Natura eta unibertsoa ulertzea, hau da, nondik gatozen ulertzea, helburu duen ikerketa lerro honi buruz gehiago ikasteko, kosmologoa den Joanes Lizarragarekin hitz egin dugu. Joanes UPV/EHUko Fisika Teorikoa eta Zientziaren Historia saileko ikertzaile eta irakaslea da.

“Zientzialari” izeneko atal honen bitartez zientziaren oinarrizko kontzeptuak azaldu nahi ditugu euskal ikertzaileen laguntzarekin.

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Esta es la segunda entrega de esta pequeña serie de entradas del Cuaderno de Cultura Científica dedicadas al humor matemático que empezó con la entrada ¿Saben aquel que dice … matemáticas? (I).

Como decíamos en la entrega anterior, este tipo de humor no se define únicamente por el hecho de que se centre en las matemáticas o en las personas que desarrollamos esta ciencia, sino que el pensamiento matemático y la propia esencia de la ciencia de Pitágoras (investigación matemática, demostraciones, razonamiento matemático, áreas de las matemáticas, conceptos matemáticos, problemas, etc.) constituyen elementos fundamentales en el mismo.

Gauss (2008), pieza de humor gráfico de Joaquín Collantes para divulgaMAT

Al igual que en la anterior entrada, vamos a empezar con algunos chistes cortos. El primero es un chiste sobre la esencia de las matemáticas.

Las matemáticas están formadas por un 50% de fórmulas, un 50% de demostraciones y un 50% de imaginación.

En la misma línea del chiste de la entrega anterior sobre el motivo por el cual se suicidó el libro de matemáticas, “porque tenía demasiados problemas”, tenemos los siguientes que responden a la pregunta “¿cuál es el colmo de …?” o “¿Qué es lo peor que le puede pasar a …?”.

a. ¿Cuál es el colmo de una matemática? Morir de cálculos.

b. ¿Qué es lo peor que le puede pasar a un matemático? Que no cuenten con él.

c. ¿Qué es lo peor que le puede pasar a una matemática? Que tenga los días contados.

d. ¿Cuál es el colmo de un matemático? Tener un hijo cateto.

e. ¿Cuál es el colmo de una profesora de matemáticas? Equivocarse cada dos por tres.

f. ¿Cuál es el colmo de un profesor de matemáticas? Que no pueda sacar la raíz de una planta.

El siguiente chiste corto está relacionado con la resta y los números negativos.

Era un hombre con una personalidad tan negativa, tan negativa, tan negativa, que cuando llegaba a una fiesta, los invitados empezaban a mirarse extrañados y se preguntaban quien se había ido.

O este chiste que he encontrado en la página Matemáticas en tu mundo, de Jose María Sorando.

Un filósofo, un biólogo, un físico y un matemático charlaban en la barra de un bar. A mitad de la conversación, 2 personas entran en una camioneta aparcada frente al bar y al cabo de un rato salen 3.

– “¡Pero esto es imposible!”, dice el filósofo. “Si la camioneta estaba vacía, ¿cómo es posible que entren 2 y salgan 3?”.

– “Claramente, nuestras mediciones son erróneas”, dice el físico.

– “Han debido reproducirse dentro de la camioneta”, comenta el biólogo.

– “No veo dónde está el problema”, interviene el matemático. “En cuanto entre una persona en la camioneta, esta volverá a estar vacía”.

Existencia de Dios, de Forges, aparecido en El País en 1995

Existe un chiste matemático basado en un chiste más o menos conocido (“¿Para qué cruzó la gallina la calle? Para llegar al otro lado”), que dice así:

– ¿Por qué la gallina cruzó la banda de Moebius?

– Para ir al otro… esto… eh…

Este chiste juega con una superficie muy peculiar que recibe el nombre de banda de Moebius, que solo tiene una cara, solo tiene un lado. De esta superficie ya hemos hablado en varias ocasiones en el Cuaderno de Cultura Científica, por ejemplo, en la entrada Guía matemática para el cómic Promethea, De menú para hoy, dos novelas gráficas negras con salsa matemática o Poesía retorcida sobre banda de Moebius.

Recordemos que una banda de Moebius es una banda retorcida que podemos construir de forma sencilla de la siguiente forma. Si tomamos una tira de papel y pegamos los extremos se obtiene una banda normal con dos caras, dos lados, pero si primero giramos uno de los extremos del papel media vuelta y después juntamos los extremos se obtiene la banda de Moebius, una superficie que solo tiene una cara, un solo lado.

Es una sencilla construcción que puede realizarse con facilidad mientras se lee esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica. ¿Cómo comprobar que, efectivamente, sólo tiene una cara? Si tenemos nuestra banda realizada con papel, podemos pintar con un rotulador, empezar en un punto y pintar en una dirección, y continuar pintando hasta llegar al punto en el que empezamos, entonces podemos comprobar que está pintada toda la banda, luego solo hay una cara. No ocurre lo mismo con una banda normal, ya que pintaremos la parte interior o la exterior, dependiendo de donde pongamos el rotulador, ya que tiene dos caras.

Banda de Moebius, de la historia de humor gráfico El bueno de Cuttlas, de Calpurnio, aparecida en 20 Minutos en 2007

 

Siguiendo con la superficie de Moebius, podemos decir que en matemáticas se dice que una superficie es “orientable” cuando tiene dos caras y “no orientable” cuando tiene una cara, aunque en el lenguaje normal “orientar” tiene otro significado. Esto ha dado lugar a otro chiste.

– ¿Qué es no orientable y vive en el mar?

– Moebius Dick.

Otro juego de palabras tonto, es el siguiente.

– ¿Qué es un dilema?

– Un lema que prueba dos resultados.

Para quienes igual no lo sepan, un lema es un pequeño resultado matemático, normalmente técnico, que se demuestra antes para luego utilizarlo en la demostración de un teorema, que es un resultado matemático importante.

Seguimos con algún chiste corto más.

Las matemáticas son como el amor; una idea simple pero que a veces puede complicarse.

Incluso de bilbaínos.

Dos jóvenes de Bilbao a la salida de un examen de matemáticas:

– Oye, Patxi, ¿a ti que te ha dado en el segundo problema?

– Infinito

– ¿Solo?

Trigonometría (2008), del diseñador gráfico barcelonés Eduard Fortuny. Imagen de la página web de Eduard Fortuny, Humor tonto para gente inteligente

Muchos resultados matemáticos consisten en demostrar algunas verdades que ocurren bajo unas determinadas hipótesis, obteniéndose así proposiciones y teoremas que podríamos expresar genéricamente como “si se dan estas condiciones, entonces esta propiedad es cierta”. Algunos chistes se ríen de esto, por ejemplo, desde la perspectiva de que no podemos asumir una hipótesis que no se ajuste al problema real que queremos resolver, como en el siguiente chiste. Aunque lo cierto es que normalmente la teoría matemática es un conocimiento que llega antes que la aplicación a un problema real concreto.

Una asociación de ganaderos quiere conseguir mejorar una raza de vacas para que den más leche, para lo cual reúnen a varios científicos y forman grupos independientes para que busquen varias soluciones, y luego adoptar la de mayor rendimiento.

Al cabo de un plazo preestablecido, empiezan a leer los resultados. Unos criadores de ganado proponen un plan de cruzamientos, y basándose en experiencias anteriores se comprometen a lograr una mejora del 3%.

El grupo de ingenieros genéticos propone introducir ciertos genes que deberían mejorar la productividad un 10%.

Un equipo de veterinarios propone unas modificaciones en los establos que harían que las vacas fuesen más felices, y producirían un 2% más de leche, que habría que sumar a las anteriores mejoras.

Otro equipo propone un cambio de dieta que mejoraría el rendimiento en un 7%, otros quieren suministrar hormonas a las vacas para subir un 8%.

Entonces aparece el equipo de los matemáticos, que dicen que son capaces de mejorar la producción en un 300%. Todo el mundo se pone muy contento, y se apresuran a leer el proyecto, que empieza diciendo: «Sea una vaca esférica …».

Un chiste en la línea de algunos de los mostrados en la entrada anterior sobre humor matemático, en relación al hecho de que los matemáticos debemos ser rigurosos y muy precisos en lo que afirmamos, es el siguiente.

Un grupo de científicas debaten sobre la cuestión “¿Qué es pi?”. Ante esta cuestión estas son sus respuestas:

La ingeniera dice “es aproximadamente 3 más 1/7”;

La física afirma “es 3,14159”;

Y la matemática, después de un buen rato pensando, concluye “pi es igual a pi”.

Humor gráfico del artista chileno Alberto Montt relacionado con las figuras geométricas básicas, triángulo y círculo. Imagen de la página web de Alberto Montt, Dosis diarias

A continuación, vamos con uno de esos chistes en los cuales se compara la forma de trabajar, o de razonar, de diferentes ramas de la ciencia, o del conocimiento en general.

En un examen de cierta universidad para evaluar el conocimiento matemático de los estudiantes universitarios se pide demostrar que todo número impar, mayor que 2, es primo. Estas son algunas de las respuestas:

Estudiante de Matemáticas: “3 es primo, 5 es primo, 7 es primo, y por inducción, todos los números impares, mayores que 2, son primos.”

Estudiante de Físicas: “3 es primo, 5 es primo, 7 es primo, 9 no es primo –error experimental-, 11 es primo, 13 es primo, luego por inducción todos los números impares, mayores que 2, son primos.”

El estudiante de Ingeniería: “3 es primo, 5 es primo, 7 es primo, 9 es una aproximación de un primo, luego todos los impares, mayores que 2, son primos.”

Estudiante de Informática: “3 es primo, 5 es primo, 7 es primo, 7 es primo, 7 es primo, 7 es primo, …”

Estudiante de Biología: “3 es primo, 5 es primo, 7 es primo, 9 … los datos no han llegado todavía…”

Estudiante de Química: “¿Qué es un número primo?”

Estudiante de Psicología: “3 es primo, 5 es primo, 7 es primo, 9 es primo, pero trata de ocultarlo, …”

Estudiante de Ciencias Políticas: “Algunos números impares son primos … pero el objetivo es crear una sociedad más amable y agradable en la que todos los números impares sean primos”

Estudiante de Informática (de nuevo): “Creo que he encontrado un algoritmo de Knuth para la búsqueda de números primos … dadme un poco más de tiempo … he encontrado el anterior error … no, este no es … puede haber un error de compilación aquí … espera, casi lo tengo … estuve toda la noche trabajando en este programa, ya sabes … ahora si tuviese la nueva versión de este ordenador que se acaba de poner a la venta, seguro que ya lo tendría …”

Estudiante de Teología: “3 es primo, y por lo tanto todos los primos son impares. De donde se concluye la existencia de Dios, porque tal maravilla tiene que ser el resultado de una mente creadora superior; además, ¿cómo puede alguien creer en la primalidad de los números impares y negar la existencia de Dios?”

Estudiante 2 de Ciencias Políticas: “3 es primo, 7 es primo, y por tanto todos los números impares son primos de acuerdo con la doctrina del partido. Esta verdad ha sido revelada al Gran Lider y Administrador de la Paz en el Mundo. Aquellos que no estén de acuerdo son unos conspiradores contra-revolucionarios”

Estudiante de Medicina: “3 es primo, 5 es primo, 7 es primo, … al 9 y otros números como este se les aplica el mismo tratamiento hasta que se curen de su no primalidad”

Tribu fractal, de la historia de humor gráfico El bueno de Cuttlas, de Calpurnio, aparecida en 20 Minutos en 2014

El siguiente chiste está relacionado con algunas expresiones que puede utilizar el profesorado de matemáticas en clase. Por ejemplo, es muy típico que los estudiantes se quejen de que el profesor utilice la expresión “esto es trivial” en relación a un resultado matemático y no explique la razón de que se verifique, mientras que ellos no entienden por qué ocurre, luego no les parece que sea algo trivial.

Antes del chiste, podríamos recordar una interesante anécdota, relacionada con esto, que explican Claudi Alsina y Miguel de Guzmán en su libro Los matemáticos no son gente seria:

“David Hilbert marcó grandes líneas de investigación del siglo XX. Su aspecto afable, con gafas redondas, bigote y perilla blanca, constituye una de las imágenes más conocidas de la galería de matemáticos famosos. Sus anécdotas son cuantiosas. En cierta ocasión, tras una concienzuda exposición matemática, Hilbert sentenció: “lo cual es trivial”. Alguien preguntó por qué y Hilbert, tras unos segundos de reflexión, no encontró una buena respuesta. La dio al día siguiente al clamar de nuevo: “En efecto, era realmente trivial”, pero no entró en más detalles”.

Y ahora el chiste:

Qué dicen los profesores de Matemáticas, y lo que realmente quieren decir:

Claramente: No quiero pasar por todos los pasos intermedios.

Trivialmente: Si piensas que tengo que mostrarte el por qué, te equivocaste de clase.

Esto que me pregunta es obvio: Si estaba dormido cuando lo expliqué, no espere que repita la explicación.

Les doy una pista: La forma más difícil de hacerlo.

Podemos asumir que: Hay muchos casos, pero no sé cómo hacer éste.

Usando el Teorema «___»: No sé qué dice, pero sé que se resuelve por allí.

El resto es álgebra: Ésta es la parte aburrida; si no me creen, ¡háganlo!

Demostración hablada: Si la escribo, pueden encontrar los errores.

Brevemente: Ya se acaba la clase, así que escribiré y hablaré rápido (no breve).

La dejo como ejercicio: Estoy cansado.

Demostración breve: Ocupa la mitad de la hoja y cuatro veces el tiempo en entenderla.

Demostración elegante: No requiere conocimiento previo del tema y tiene menos de diez líneas de extensión.

Demostración en dos líneas: Dejaré todo de lado menos la conclusión, así no podéis poner en duda lo que no podéis ver.

Demostración formal: Yo tampoco la entiendo.

Esquema de la demostración: No pude verificar todos los detalles, así que lo dividiré en partes que no pude probar.

Fácilmente demostrable: Hasta ustedes, con sus conocimientos infinitesimales, pueden demostrarlo sin mi ayuda.

Demostración omitida: Confiad en mí, es verdad.

¿Quieren que repita la explicación?: Si ustedes la han entendido, se lo volveré a explicar hasta que no la entiendan.

Humor gráfico del artista chileno Alberto Montt. Imagen de la página web de Alberto Montt, Dosis diarias

Terminaremos esta segunda entrega de chistes matemáticos sobre cómo hacen el amor los matemáticos y las matemáticas en función del área de las matemáticas en el que trabajan. Por supuesto, los comentarios tienen mucho que ver con las características de esas áreas matemáticas.

– Los y las de Análisis Real lo hacen continuamente y diferencian bastante.

– Los y las de Análisis Complejo lo hacen enteramente y quedan conformes.

– Los y las de Topología Conjuntista lo hacen abiertamente, pero con tacto.

– Los y las de Combinatoria lo hacen discretamente.

– Los y las Estadísticos lo hacen aleatoriamente.

– Los y las Lógicos lo hacen de modo consistente.

– Los y las de Topología Diferencial lo hacen muuuuy suavemente.

– Los y las de Geometría Diferencial lo hacen con mucha variedad.

– Los y las de Análisis Numérico lo hacen con precisión arbitraria.

– Los y las de Teoría de la Medida lo hacen casi por doquier.

– Los y las de Teoría de Números no lo hacen y son primos.

– Los y las de Teoría de Grupos lo hacen simplemente.

– Los y las de Recursión no se deciden.

– Los y las Constructivistas lo hacen directamente.

– Los y las de Matemática Aplicada usan un ordenador para que lo haga por ellos.

– Los y las algebristas, categóricamente lo hacen.

– Los y las de Álgebra Lineal lo hacen sin discriminar.

– Los y las de Investigación Operativa maximizan las entradas y minimizan las salidas.

– Pitágoras lo hizo primero.

– Fermat lo hizo, pero no pudo probarlo.

– Gauss lo hizo mejor que nadie.

Yo que soy de geometría diferencial “lo hago con mucha variedad”. Este comentario viene del hecho de que los objetos matemáticos que se estudian en geometría diferencial son las “variedades”, que son espacios geométricos de dimensión n. O, la topología diferencial, que está muy relacionada con la geometría diferencial estudia las funciones diferenciables; pero “diferenciable” se dice también en inglés “smooth”, que es suave, por eso se dice que los de esta área lo hacen con suavidad.

Metro cuadrado (2009), del diseñador gráfico barcelonés Eduard Fortuny. Imagen de la página web de Eduard Fortuny, Humor tonto para gente inteligente

 

Como nos recuerda Marta Macho en la entrada del Cuaderno de Cultura Científica ¿Cuántas bolas tiene el jarrón al mediodía?, el matemático británico John E. Littlewood decía:

Un buen chiste matemático es mejor, y mejor matemática, que una docena de mediocres artículos de investigación.

Bibliografía

1.- Chistes matemáticos, DivulgaMAT

2.- Andrej and Elena Cherkaev, Mathematical Jokes

3.- Rob Elliot, Si no te ríes es peor. El gran libro de los chistes, Alfaguara, 2016.

4.- Jose María Sorando, Matemáticas en tu mundo.

5.- Claudi Alsina, Miguel de Guzmán, Los matemáticos no son gente seria, Rubes, 1998.

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo ¿Saben aquel que dice … matemáticas? (II) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. ¿Saben aquel que dice … matemáticas? (I)
2. La extraordinaria capacidad poética de las matemáticas
3. Artistas que miran a las matemáticas

Josu Lopez-Gazpio Eguneroko bizitzaren gorabeherek sarritan ez digute denborarik uzten egunean eguneroko erosketak egiteko. Elikagai gehienekin ez da arazorik egoten, erosten direnetik hondatzen diren arte nahiko denbora izaten dugulako produktuak kontsumitzeko. Alabaina, fruta eta barazkien kasuan, arazo handiagoa gerta daiteke; izan ere, epe nahiko laburrean usteltzen eta galtzen dira. Barazkiak eta frutak edozein momentutan eskuragarri izateko modu bat elikagai horiek izoztea da, baina, zer gertatzen da nutrienteekin fruta eta barazki freskoak izozten direnean?

1. irudia: Pentsatzen denaren aurka, frutek eta barazkiek ez dituzte nutrienteak galtzen izozten direnean. (Argazkia: naturfreund_pics – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Fruta eta barazki freskoa ala izoztua? Sarri askotan, galdera horren aurrean erantzun argia daukagu: freskoa bada, hobe. Ikerketek erakutsi dutenez, izoztutako elikagaiekiko joera negatiboak ditugu freskoekin alderatuz gero. Oro har, pentsatzen da izoztutako elikagaiak kalitate baxuagokoak direla, edo nutriente galera garrantzitsuak gertatu direla izozteko prozesuan. Oro har, latetan edo izoztuta dauden elikagaiak ez ditugu elikagai freskoak bezala ikusten. Jaso berri den barazki horrek nola izango ditu, baina, izoztutakoak baino nutriente gutxiago? Bada, ikerketek erakutsi dutenez, pentsatzen den hori ez da zuzena.

Hori guztia ulertzeko, lehenik eta behin bioerabilgarritasuna zer den azaldu behar da. Zenbait elikagaik dituzten mikronutrienteak oso modu sendoan daude lotuta janariari eta, hortaz, gure organismoak ezin ditu berarentzat erabilgarri bihurtu. Bioerabilgarritasunak adierazten duena da benetan gure organismoak nutriente horren zer kantitate erabili dezakeen. Bioerabilgarritasunaren adibide bat Zientzia Kaieran bertan aipatu da. Espinakek eta dilistek burdin kantitate nahiko handiak dituzte, baina, azido oxaliko kontzentrazioa ere nahiko altua da. Horregatik, espinakak eta dilistak ez dira burdin iturri aproposenak. Azido oxalikoak burdinaren bioerabilgarritasuna murrizten du eta, jotzen denez, espinaketan dagoen burdinaren %5 bakarrik asimilatzeko gai gara. Kozinatzean, nutrienteen bioerabilgarritasuna aldatu egiten da: kasu batzuetan handituz eta beste kasu batzuetan txikituz. Esaterako, gantzetan disolbatzen diren bitaminak -A, D, E eta K- asimilatzea errazagoa da gantzekin batera hartzen baditugu. Horrexegatik, elikagaiak osotasunean aztertu behar dira; izan ere, elikagaietan presente dauden osagai batzuk beste osagaiengan eragina izan dezakete.

Produktu freskoen ekoizpenari dagokionez, kasu askotan fruta eta barazkiak heldu gabe daudenean biltzen dira eta garraioa gertatzen den bitartean gertatzen da heltzea. Hori horrela egingo ez balitz, elikagai fresko asko usteldu egingo ziren kontsumitzailearengana iritsi baino lehen. Horrek lotura handia du izoztutako elikagai freskoen ekoizpenarekin. Izoztu behar diren fruta eta barazkiak heldu direnean biltzen dira eta gero izozten dira. Horren ondorioz, nutrienteak egoera onenean dauden unean jasotzen dira frutak eta barazkiak. Izozte prozesuan ez da nutrienterik galtzen eta, horrexegatik, fruten eta barazkien kasuan izoztuta egon ala freskoak izan, hasiera batean, nutriente kantitate berdinak dituzte. Beste era batera esanda, ez dago desberdintasun adierazgarririk izozte prozesua egin bada edo ez bada egin.

Elikagai batzuk dituzten nutrienteak hobeto mantentzen dira lehenbailehen kontsumitzen badira, baina, beste elikagai batzuen kasuan izozte prozesuaren ondoren nutriente gehiago dituztela ikusi da. Edozein kasutan, desberdintasuna oso txikia da. Mikrobioen hazkuntzari dagokionez, aldiz, elikagaiak izoztu ohi diren tenperaturan ohiko patogeno gehienak hil egiten dira. Hozkailuan edo giro tenperaturan mikroorganismoen hazkuntza azkarragoa da. Jakina, horrek ez du esan nahi kantitate arriskutsuak egongo direnik fruta edo barazki hori jan baino lehen, baina, arriskua handiagoa da.

Kontuan hartu beharreko beste faktore bat zera da: normalean, frutak eta barazkiak erosi ondoren ez dira berehala kontsumitzen. Oso ohikoa da elikagaia egun batzuk hozkailuan edo sukaldean egotea kontsumitzen diren arte. Prozesu horretan zehar frutak eta barazkiak hondatu egiten dira, pixkanaka bada ere. Izoztutakoen kasuan aldiz, galera hori neurri txikiagoan gertatzen da eta, horregatik, zenbait kasutan izoztutako elikagaiek bitamina eta nutriente gehiago dituzte. Fenomeno hori Linshan Li eta bere lankideek ikusi zuten hainbat fruta eta barazki aztertu zituztenean. Ikerketan C bitamina, A probitamina eta folatoen kontzentrazioa aztertu zituzten hainbat fruta eta barazkitan.

Ikerketaren ondorioetan azaltzen den moduan, aztertutako konposatuen kasuan ez zen desberdintasun adierazgarririk ikusi produktu fresko eta izoztuen artean. Freskoen kasuan, esan bezala, kontuan hartu zuten elikagaiak egun batzuk egoten direla etxean kontsumitu baino lehen. Erosi ondoren hozkailuan gordetzen badira bost egunez, kasu horretan bai, efektu negatiboa zuela ikusi zuten -kasu horretan, izoztutako frutek eta barazkiek nutriente gehiago dituzte-. Hortaz, produktu freskoak ez badira berehala kontsumitu behar, izoztutakoak kontsumitzea alternatiba ona da. Edozein kasutan, ikerketa guztiek erakusten dutenez, nutrienteei dagokienez ez dago alderik izoztutako fruten eta barazkien eta freskoen artean.

Informazio gehiago:

• Is there a difference between fresh, frozen, and canned vegetables? Michael Hull, examine.com, 2020.
• Valoración de nutrientes en vegetales frescos, refrigerados y congelados, loquedicelacienciaparaadelgazar.blogspot.com, 2017
• Por qué puede ser mejor congelar la verdura y la fruta que comerla fresca, Ada Nuño, 2019

Erreferentzia bibliografikoa:

Li, Linshan; Pegg, Ronald B.; Eitenmiller, Ronald R.; Chun, Ji-Yeon; Kerrihard, Adrian L. (2017). Selected nutrient analyses of fresh, fresh-stored, and frozen fruits and vegetables. Journal of Food Composition and Analysis, 59, 8-17. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfca.2017.02.002.

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Egileaz: Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.
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Foto: Levi Midnight / Unsplash

Röntgen descubrió que los rayos X provenían del punto brillante de un tubo de vidrio donde incidía un haz de rayos catódicos (electrones de alta velocidad). Cuando se desconectaba el haz de rayos catódicos desaparecía el punto de luz en el tubo de vidrio; los rayos X procedentes de ese lugar también se detenían.

La emisión de luz por el tubo de vidrio cuando se excitaba por el haz de rayos catódicos es un ejemplo del fenómeno llamado fluorescencia, que era bien conocido antes del trabajo de Röntgen. Se había investigado mucho la fluorescencia durante la última parte del siglo XIX. Se dice que una sustancia es fluorescente si emite inmediatamente luz visible cuando sobre ella incide:

1. luz visible de longitud de onda más corta de la emitida;
2. radiaciones invisibles para los humanos, como la luz ultravioleta; o
3. el haz de electrones que forman los rayos catódicos.

La fluorescencia se detiene cuando la luz excitante desaparece. El término fosforescencia se aplica generalmente a un fenómeno relacionado, la emisión de luz visible que continúa después de que se apaga la luz excitante. [1]

La observación de Röntgen de que los rayos X provenían del lugar que también mostraba fluorescencia le hizo sospechar que había una conexión entre los rayos X y la fluorescencia.

Becquerel tuvo la suerte [2] de contar con los materiales y la capacitación necesarios para estudiar este problema. Ocurría, además, que era hijo y nieto de físicos que habían hecho importantes contribuciones al campo de la fluorescencia y la fosforescencia. En su laboratorio de París, Becquerel había ideado un instrumento para examinar materiales en completa oscuridad una pequeña fracción de segundo después de haber sido expuestos a una luz brillante.

La pregunta que se le ocurrió a Becquerel nos puede parecer obvia, pero no lo es en absoluto: cuando se hace que los cuerpos emitan fluorescencia (o fosforescencia) en la región visible con suficiente intensidad, ¿emiten también rayos X además de luz visible?

Para responder a esta pregunta probó una serie de sustancias exponiéndolas a la luz solar; su método de verificar si también emitían rayos X invisibles seguía la idea de Röntgen: ¿se vela una placa fotográfica bien envuelta colocada cerca de la fuente de esos rayos invisibles? Una de las muestras que usó Becquerel resultó ser una sal del uranio, sulfato de potasio-uranilo. En sus palabras:

Envolví una […] placa fotográfica […] con dos hojas de papel negro grueso, tan grueso que la placa no se veló por la exposición al sol durante todo un día. Puse en el papel una costra de la sustancia fosforescente, y expuse todo al sol durante varias horas. Cuando revelé la placa fotográfica vi la silueta de la sustancia fosforescente en negro sobre el negativo. Si colocaba entre la sustancia fosforescente y el papel una moneda o una pantalla metálica perforada […], la imagen de estos objetos aparecía en el negativo. El mismo experimento se puede intentar con una fina lámina de vidrio colocada entre la sustancia fosforescente y el papel, lo que excluye la posibilidad de una acción química resultante de los vapores que podrían emanar de la sustancia cuando se calientan con los rayos del sol. Por lo tanto, podemos concluir de estos experimentos que la sustancia fosforescente en cuestión emite radiaciones que atraviesan el papel que es opaco a la luz […]

En el artículo que publicó al respecto Becquerel es muy interesante recalcar lo que no dice. Becquerel tuvo cuidado de concluir a partir de su experimento solo que se emitían «radiaciones penetrantes» de la sustancia fosforescente. No escribió que la sustancia emitiese rayos X mientras emitía fosforescencia, porque no había verificado completamente que las radiaciones fueran rayos X, aunque las radiaciones atravesasen el papel negro como los rayos X, o que hubiese una relación con la fosforescencia (aunque sospechase que existía). Pero, antes que pudiese investigar estas posibilidades, ocurrió algo extraordinario [3]:

[…] entre los experimentos anteriores, algunos se habían preparado el miércoles 26 y el jueves 27 de febrero [de 1896]; y como en esos días el sol solo se mostraba de manera intermitente, mantuve mis preparaciones listas y [las] guardé […] en la oscuridad en el cajón de la caja, y dejé en su lugar las costras de sal de uranio. Como el sol no se volvió a mostrar durante varios días, revelé las placas fotográficas el 1 de marzo, esperando encontrar unas imágenes muy débiles. Por el contrario, las siluetas aparecieron con gran intensidad. De inmediato pensé que la acción podría continuar en la oscuridad […]

Notas:

[1] Mi reloj tiene manecillas fosforescentes, unas manecillas fluorescentes serían inútiles para ver la hora en la oscuridad.

[2] Consideraciones posiblemente interesantes sobre la suerte de Becquerel pueden encontrarse en Atrapando la suerte.

[3] Para quien estuviese preparado para darse cuenta. Véase [2].

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo El descubrimiento de Becquerel se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El descubrimiento de los rayos X
2. El núcleo atómico
3. Carnot y los comienzos de la termodinámica (1)

Ainara Valverde, Arkaitz Fidalgo-Marijuan, Jose Maria Porro, Viktor Petrenko, S. Lanceros-Mendez 1932ra arte, uste zen atomoa osatzen zutela, batetik, nukleo atomikoaren barnean kokatutako karga positiboek, protoiek alegia, eta, bestetik, elektroi bezala identifikaturik zeuden karga negatiboek, nukleoa elektrikoki neutro egiteko inguratzen dutenak. Hala ere, 1932an James Chadwick fisikariak neutroia aurkitu zuen, kargarik gabeko partikula bat, protoiaren antzeko masa zuena eta nukleoan kokatuta zegoena. Funtsezko aurkikuntza honi esker, James Chadwickek Fisikako Nobel Saria irabazi zuen 1935ean. Dena den, hamarkada batzuk igaro ziren zientzialariak neutroiak zunda gisa erabiltzen hasi ziren arte materia karakterizatzeko, eta horri esker, Bertram N. Brockhouse eta Clifford G. Shull fisikariek 1994ko Fisikako Nobel Saria jaso zuten, “materia kondentsatuaren ikerketetarako neutroiak sakabanatzeko tekniken garapenari egindako ekarpen aitzindariengatik” [1].

Ordutik, neutroiak sarri erabili dira materialak karakterizatzeko [materialen ezaugarriak zehazteko], eta horrela, X izpien osagarri bihurtu dira. Bi partikula ezberdin dira beraz, neutroiak eta X izpi deiturikoak. X izpiak, masa gabeko partikulez osatutako erradiazio elektromagnetikoak dira; fotoi deritze partikula horiei, eta energia altua eta 0.1etik 100 Å-era bitarteko uhin luzerak dituzte. Neutroiak masa duten baina karga elektrikorik ez duten partikulak dira, eta, uhin luzeraz, 0.0003 Å-etik gora erakusten dute neutroi azkarretarako, eta 495 Å-eraino, berriz, neutroi ultrahotzetarako. Hala ere, neutroiek X izpiek baino energia txikiagoak dituzte, eta, ondorioz, ez dira hain suntsitzaileak.

Neutroiek eta X izpiek materiarekin elkarreragiteko duten modua ere oso desberdina da. X izpiek atomoen hodei elektronikoarekin elkarreragiten dute, eta, horregatik, atomo astunekin elkarreragin hobea dute arinekin baino, dituzten hodei elektroniko handiagoengatik. Horrek esan nahi du arazo asko dituztela material biologikoen bereizgarriak diren elementu arinagoak zundatzeko, halako elementuen kasuan, neutroiak funtsezkoak baitira egitura eta dinamika irudikatzeko. Izan ere, neutroiek atomoen nukleoekin elkarreragiten dute, eta elkarrekintza hau ez da soilik zenbaki atomikoaren araberakoa (nukleoko protoi kopurua). Hori hiru ezaugarri esanguratsutan bilakatzen da:

• Neutroiek X izpiek baino hobeto aztertu ditzakete elementu arinak, hidrogenoa adibidez.
• Neutroiek hobeto bereiz ditzakete zenbaki atomiko hurbilak dituzten atomoak.
• Neutroiek isotopoak bereiz ditzakete, nukleo desberdina baitute.

Gainera, neutroiek une magnetiko bat dute, egitura magnetikoak modu ezberdinetan aztertzea ahalbidetzen duena (1. Irudia).

1. irudia: Neutroi-sakabanatze teknikak ikerketen luzera eta denbora eskalen funtzio gisa [2].

Gaur egun, neutroiak material ugari ikertzeko erabiltzen dira. Neutroien esperimentu tipiko batean, neutroi sorta bat ikerketapeko objektutik igarotzen da, eta laginarekin elkarreragin ondoren, objektua zeharkatu duen neutroi sortaren ezaugarriak nola aldatzen diren aztertzen da. Laginetik pasatzen den neutroi sortan gertatzen diren aldaketei esker, zientzialariek laginaren barne-egiturari eta/edo osaerari buruzko informazio zehatza lor dezakete, neutroien sakabanaketa berariazko esperimentuaren arabera [3].

Neutroi-sakabanaketa teknika erabilienak honako hauek dira:

• Neutroien Irudiak (NI, Neutron Imaging), materialen barne-egitura ebaluatzeko;
• Neutroien Difrakzioa (ND, Neutron Diffraction), egitura kristalinoa zehazteko;
• Angelu Txikiko Neutroien Dispertsioa (SANS, Small-Angle Neutron Scattering);
• Neutroien Erreflektometria (NR, Neutron Reflectometry), eskala handiko egituren karakterizaziorako (eskala nanometrikotik mikretara).
• Neutroien sakabanatze Inelastiko/Kuasielalstikoa (QENS), berriz, mugimendu atomiko eta molekularrak aztertzeko erabiltzen da.

Metodo bakoitzak bere modua eskaintzen du sakabanatze-ereduak lortzeko, eta bakoitza egokia da material mota bati aplikatzeko (1. Irudia).

Neutroien irudiak objektuen barne-egitura ebazpen mikrometrikoz ikertzeko erabiltzen dira. Osasun arloan erabiltzen diren X izpiekin lortzen diren erradiografien nahiko antzekoa da. Neutroiek sarketa-sakonera handiak dituztenez eta material bakoitzak neutroiak modu batean indargabetzen dituenez, asko erabiltzen da NI, adibidez, industria aeroespazialean, hegazkin-motorren turbinen palak edo programa espazialetarako osagaiak probatzeko, besteak beste. NI artefaktu arkeologikoak edo artelanak aztertzeko metodo erakargarria ere bada (2. Irudia).

Neutroien Difrakzioa solido kristalinoak, gasak, likidoak edo material amorfoak aztertzeko erabiltzen da. Neutroien difrakzio-esperimentuen ondoriozko difrakzio-patroia neutroi barreiatuen intentsitatearen tontor serie gisa erregistra daiteke, atomoen kokapenari eta haien arteko distantziei buruzko informazioa jasoz.

Neutroien Erreflektometria eta Angelu Txikiko Neutroien Dispertsioa material lauen eta materialen interfazeen egitura ikertzeko erabiltzen dira. Egiturak 1 nanometro inguruko luzerako eskaletan zundatu daitezke, 100 nanometro baino gehiagoraino. NR eta SANS aplikazioen aukera zabala dute, polimero eta molekula biologikoen azterketetatik hasi eta nanopartikuletaraino, mikroemultsioetatik eta liposometatik igaroz, baita geruzetako nanoegituretatik ere.

Neutroi Inelastikoak eta Kuasielastikoak sakabanatzeko esperimentuek neutroien energia zinetikoaren aldaketa aztertzen dute laginean zehar igaro ondoren. Atomo edo molekulen mugimenduek material baten ezaugarri bereizgarrien kopuru handi baten eragile dira, une atomikoko banaketak, bibrazioak eta erlaxazio fenomenoak barne. Beraz, dinamika atomikoa eta magnetikoa ulertzea funtsezkoa da polimeroen zientzietan edo informazioaren eta komunikazioaren teknologietan.

2. irudia: Neutroietan oinarritutako zientziak askotariko diziplina eta arlo zientifikoetan zehar [4].

Neutroi-zientziako esperimentuek zientziari, teknologiari eta gizarteari egindako ekarpenen adibideek diziplina ugari hartzen dituzte, zientziaren, ingeniaritzaren eta biomedikuntzaren arloetan. Sistema biologikoen arloan, neutroien esperimentuak funtsezkoak dira haien egitura eta portaera zehazteko. Makromolekula biologikoen egitura eta dinamika ulertzeko beharrari heltzeko, neutroiak barreiatzeko hainbat teknika konbinatu ahal dira, hala nola INS/QENS, Neutroi Irudiak edo SANS. Material farmazeutikoak edo kimika supramolekularra, non hidrogeno-loturak zeregin garrantzitsua betetzen duen molekula konplexuak eta egitura handiagoak elkartzen, neutroien difrakzioaren eta INS [5] /QENSaren [6] bidez karakteriza daitezke, azken hori kimikan dinamika molekularrak aztertzeko ere erabiltzen den teknika delarik [7].

Materia biguna –polimeroak, tentsioaktiboak edo kristal likidoak sartzen dira hor– asko aztertzen da neutroiak sakabanatzeko esperimentuen bidez, neutroiek hartzen dituzten luzera- eta denbora-eskalen egokitasunagatik eta elementuen arteko kontrastea hobetzeko gaitasunagatik materialaren osagai jakin baten deuterazio espezifikoaren bidez [8]. Neutroiek dispertsio magnetiko puruko jokaeren bidez material magnetikoak zundatzeko duten ahalmena portaera magnetiko eta material magnetiko berriak argitzeko ere baliatzen da. Horien artean daude trantsizio-tenperatura altuagoak dituzten material supereroaleen garapena, materia topologikoaren azterketa edo propietate magnetiko aurreratuak dituzten aleazio berritzaileen karakterizazioa [9], [10]. Azkenik, neutroia hiru quarkez osatuta dagoenez, neutroien arteko talkak bezalako gertaerak, guztiek argiaren abiaduratik gertu dauden abiadura erlatibistetan bidaiatzen dutenez gero, fisika berriaren ezagutza partikulen fisikaren Eredu Estandarretik haratago lortzeko erabiltzen dira [11].

Beste ikuspegi batetik materialak aztertzeko tresna paregabetzat har daiteke neutroien zientzia, eta gaur egun politika zientifikoek zehazten dituzten kontzeptu-esparru nagusietako baten barruan dago: egungo gizartearen erronka handiei egoki ekiteko egiten duen ekarpena. Ingurumen-erronkei, hala nola kutsadurari, aurre egin dakieke neutroien erreflektometriaren eta difrakzio-esperimentuen bidez, kutsatzaileen berezko izaera zehazten baitute kutsatzen duten inguruneen barruan [12]. Energia sortzea eta biltegiratzea neutroiek lagun dezaketen eremuak dira, ingurumenarekin abegikorragoak diren materialetarako trantsizioarekin eta ekonomia zirkularreko paradigmekin batera, [13]. Informazioaren eta komunikazioaren teknologiak ere neutroien zientziei esker hobetzen dira; izan ere, neutroiekin asko aztertzen ari dira gailu spintronikoak, material ferroelektrikoak, datu magnetikoak biltegiratzeko materialak eta sentsoreak edo eragingailuak, besteak beste [14]. Neutroien bidez, egiturak denbora errealean erakusteko sakoneko irudi-tresna ez-inbaditzaile gisa dituzten gaitasun bakarrei esker, kultura-ondareko askotariko materialen barne-zatien 3Dko irudiak lor daitezke [15]. Gainera, neutroien sakabanatze-esperimentuak funtsezkoak dira endekapenezko gaixotasunak –Alzheimerra adibidez–, farmakoak emateko sistemak edo hortzen eta hezurren inplanteak, besteak beste, aztertzeko [16].

“Bizitza hobe baterako material berriak” garatzeko bikaintasun-zentro gisa, BCMaterials Materialen, Aplikazioen eta Nanoegituren Euskal Zentroak teknologia aurreratu eta jasangarriei lagunduko dien materialen belaunaldi berri bat garatzen dihardu. Eremu horretan, neutroien zientziak funtsezko tresna dira materialen diseinua eta aplikazioak gidatzen dituzten materialak ulertzeko. Zientzia azaltzen duen nazioarteko ahaleginari esker, gure ikertzaileek arrakastaz egin ahal izan dituzte neutroien sakabanatze-esperimentuak mundu osoko neutroi-iturrietan; besteak beste, Grenobleko Laue Langevin Institutuan (ILL) (Frantzia), Oxfordshireko neutroien eta muoien ISIS iturrian (Erresuma Batua), Municheko FRM-II zentroan (Alemania), Budapesteko Neutroien Zentroan (Hungaria), Dubnako Ikerketa Nuklearrerako Institutu Bateratuaren IBR-II zentroan (Errusia), edo Estatu Batuetako Oak Ridgeko Laborategi Nazionalaren zati den Spallation Neutron Source (SNS) azeleragailuan.

Hurrengo, gure ikertzaileek neutroien sakabanatze-teknikak erabiliz egindako esperimentu zientifikoen bost adibide espezifiko aurkezten dira. Lehen adibidea, energia-aplikazioetarako materialen, arloko neutroi difrakzioa, NR eta SANS esperimentu-konbinazio bat da, eguzki-zelula organikoen belaunaldi berri bat ikertzeko, iraunkortasun hobetua duena eta funtsezkoa dena energia sortzeko paradigma berrietarako. Zehatzago esanda, perovskitan oinarritutako eguzki-zelula organikoen degradazio-mekanismoak neutroiak sakabanatzeko hiru teknikaren konbinazioaren bidez aztertzen ari dira gaur egun: neutroien erreflektometria, angelu txikiko neutroien dispertsioa eta neutroien difrakzioa. Bigarren adibidea material multifuntzional aurreratuen azterketari dagokio, esaterako, forma-memoria duten aleazio ferromagnetikoen azterketari. Material magnetiko hauek, eremu magnetiko baten aplikazioarekin % 15eraino deformatzen dira, eta neutroien difrakzio-teknika mota batzuk konbinatuz aztertzen ari dira, hala nola: hauts, monokristal eta monokristal polarizatu neutroi difrakzioak. Neutroien esperimentu hauek aipatutako materialen egitura atomikoaren okupazioak eta spin magnetikoaren dentsitateak aztertzeko egiten ari dira, eta lortutako informazioa osatzeko, X izpien xurgapen neurketak egin dira Japoniako SPring-8 sinkrotronean (3. irudia).

3. irudia: Irudia: BCMaterials zentruko ikertzaileak Grenobleko (Frantzia) ILLn dagoen D17 neutroi-erreflektometroan esperimentua egiten.

Hirugarren adibide bat biomedikuntzarako material nanoegituratuen azterketan dago, SANS esperimentuen bidez bakterio magnetotaktikoetan txertatutako magnetosoma-kateen egitura azaleratzeko helburua duena; hipertermia magnetikoaren bidezko minbiziaren tratamendua hobetzeko ikerketa da. Laugarren adibidea ingurumen-arazoei heltzeko materialei dagokie, hala nola uraren erremediatzea eta elementu astunen arazketa, Egitura Metal-Organikoko (MOF, Metal-Organic Framework) materialen metalen adsortzio- eta funtzionalizazio-prozesuak ikertuz, neutroi inelastikoen eta kuasielastikoen dispertsio-esperimentuen bidez. Azkenik, zientzialariek BCMaterial zentruan egindako neutroien esperimentuen azken adibidea fabrikazio eta teknologia aurreratuen arloan dago, non lur arrarorik gabeko iman iraunkor berriak edo sentsore eta eragingailuetarako materialak neutroien difrakzio-esperimentuen bidez ikertzen ari diren.

Beraz, erronka konplexu bat du zientziak aurrean material aurreratuak eta multifuntzionalak garatzeko, eta gaur egungo teknologia berri ugarien artean funtsezko gisa ageri da neutroien zientzia, berandu baino lehen “bizitza hobe baterako materialen” belaunaldi berri batera iristen laguntzeko.

Esker ona:

Eusko Jaurlaritzako Industria eta Hezkuntza Sailetako ELKARTEK, HAZITEK eta PIBA (PIBA-2018-06) programei.

Bibliografia:

[1] Brockjouse, Bertram, N., Schull, C. G., (1994). The Nobel Prize in Physics 1994, (n.d.).

[2] Brückel, T. (2005). Forschung mit Neutronen in Deutschland – Status und Perspektiven.

[3] Willis, B.T.M., Carlile, C.J., (2009). Experimental Neutron Scattering. Anim. Genet. 39, 561–563.

[4] ESS project reports 2003 and update 2004, (n.d.).

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[6] Neumann, D.A., Copley, J.R., Cappelletti, R.L., et al. (1991). Coherent quasielastic neutron scattering study of the rotational dynamics of C60 in the orientationally disordered phase. Phys Rev Lett, 67 (27), 3808-3811. DOI: 10.1103/PhysRevLett.67.3808.

[7] M. (Universite des S. et des T. de L.F.A. (France). L. de D. des C.M. Bée, Quasielastic Neutron Scattering, 1988.

[8] Shu, F., Ramakrishnan, V., Schoenborn, B.P., (2000). Enhanced visibility of hydrogen atoms by neutron crystallography on fully deuterated myoglobin. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97 (8), 3872-3877. DOI:10.1073/pnas.06002469.

[9] Huang, Q., Qiu, Y., Bao, W., et al. (2008). Neutron-diffraction measurements of magnetic order and a structural transition in the parent BaFe2As2 compound of FeAs-based high-temperature superconductors. Phys Rev Lett, 101 (25), 257003. DOI: 10.1103/PhysRevLett.101.257003.

[10] Katmis, F., Lauter, V., Nogueira, F.S., et al. (2016). A higherature ferromagnetic topological insulating phase by proximity coupling. Nature. 533 (7604), 513–516. DOI: 10.1038/nature17635

[11] Dubbers, D., Schmidt, M. G., (2011). The neutron and its role in cosmology and particle physics. Reviews of Modern Physics, 83 (4), 1111–1171. DOI: 10.1103/RevModPhys.83.1111.

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[15] Casali, F., Bettuzzi, M., Brancaccio, R., Morigi, M.P., (2010). New X-ray digital radiography and computed tomography for cultural heritage, in: Science for Cultural Heritage. Case Stud. Mar. L. Archaeol. Adriat. Reg. Inl. Veli Losinj, Croat. 28 – 31 August 2007, 2010: pp. 85–99. DOI: https://doi.org/10.1142/9789814307079_0008.

[16] Yong, W., Lomakin, A., Kirkitadze, M.D., Teplow, D. B., Chen, S.H., Benedek, G.B. (2002). Structure determination of micelle-like intermediates in amyloid β-protein fibril assembly by using small angle neutron scattering. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99 (1), 150–154. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.012584899.

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Egileez: Ainara Valverde eta Arkaitz Fidalgo-Marijuan BCMaterials zentroko (Basque Center on Materials, Applications and Nanostructures) ikertzaileak dira eta Jose Maria Porro, Viktor Petrenko eta S. Lanceros-Mendez Ikerbasque ikertzaileak dira BCMaterialsen (@BCMaterials).

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