Zientzia

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.).

[5] Doster, W., Cusack, S., Petry, W. (1989). Dynamical transition of myoglobin revealed by inelastic neutron scattering. Nature, 337 (1989) 754–756. DOI: https://doi.org/10.1038/337754a0.

[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.

[12] Cuello, G.J., Román-Ross, G., Fernández-Martínez, A., Sobolev, O., Charlet, L., Skipper, N.T. Pollutant Speciation in Water and Related Environmental Treatment Issues, in: 2009: pp. 491–520. DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-387-09416-8_17.

[13] Mulder, Fokko; Dingemans, Theo; Schimmel, H.; Ramirez-Cuesta, A.; Kearley, G. (2008). Hydrogen Adsorption Strength and Sites in the Metal Organic Framework MOF5: Comparing Experiment and Model Calculations. Chemical Physics, 351, 72-76. DOI: 10.1016/j.chemphys.2008.03.034.

[14] Baker, M., Guidi, T., Carretta, S. et al. (2012). Spin dynamics of molecular nanomagnets unravelled at atomic scale by four-dimensional inelastic neutron scattering. Nature Phys 8, 906–911. DOI: 10.1038/nphys2431.

[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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Una buena manera de entender la geología de una zona es echar un vistazo a un mapa geológico. Estos mapas son una síntesis de los datos geológicos disponibles y sirven para explicar la historia geológica de cada región. En ellos aparecen representados los distintos tipos de rocas de la zona, su edad, las estructuras que deforman las rocas (pliegues, fallas, etc.) y los yacimientos minerales de interés económico e industrial.

Si nos fijamos en el mapa geológico del Gran Bilbao (Ilustración 1), veremos que, de manera aproximada, las rocas que ocupan la margen izquierda están representadas en tonos verdes y las de la margen derecha, en tonos naranjas. La diferencia de color no responde a cuestiones estéticas, si no que proporciona información sobre la edad de las rocas. En ambos casos, se trata de rocas sedimentarias, pero las representadas en colores verdes se formaron hace unos 125 millones de años, durante el período Cretácico, y las que aparecen en tonos anaranjados hace solo 45, durante el Paleógeno.

Fue precisamente durante el paso del Cretácico al Paleógeno cuando el impacto de un meteorito provocó la extinción de los dinosaurios y otras muchas especies. Este momento en la historia geológica se conoce como límite KT y está bien conservado en las rocas de la margen derecha. Sin embargo, no todas las rocas del Gran Bilbao son sedimentarias, los colores morados del mapa geológico representan rocas ígneas de tipo volcánico.

Ilustración 1: Mapa geológico del entorno de la ría del Nervión. (Ilustración: NorArte Studio)

El estudio detallado de todas estas rocas, tanto sobre el terreno, como en el laboratorio a través de análisis químicos o mediante el estudio microscópico de láminas delgadas, permite a los geólogos reconstruir el ambiente en el que se formaron. En el caso de las rocas sedimentarias, sabemos que se depositaron en el fondo de un mar cálido debido a los fósiles que contienen, como corales o rudistas.

Además, podemos establecer a qué profundidad; por ejemplo, las calizas se formaron en la plataforma continental a poca profundidad, mientras que las series sedimentarias de tipo flysch, una alternancia de areniscas y margas, se formaron debido al flujo de sedimentos desprendidos de la plataforma y el talud continental a profundidades mayores.

El origen marino de las rocas que nos rodean lo confirman también las rocas volcánicas. Si las observamos en detalle, por ejemplo en la cala de Meñakoz, veremos que se trata de tubos alargados y formas redondeadas, geometrías típicas de las llamadas pillow-lavas (Imagen 1), un tipo de coladas submarinas que se están formando actualmente en Hawái y que se formaron en Euskadi durante el Cretácico.

Imagen 1:  Pillow lavas. (Fotografía: NOAA – imagen de dominio público. Fuente: Wikimedia Commons)

Pero este proceso de depósito de sedimentos y formación de rocas ocurrió en un entorno dinámico. La ría y sus márgenes forman parte de la terminación occidental de los Pirineos y están fuertemente afectadas por el choque entre las placas tectónicas Ibérica y Europea que dio lugar a la formación y levantamiento de la cadena pirenaica, durante la denominada orogenia alpina. Este proceso duró millones de años y convulsionó y deformó las rocas que nos rodean, donde han quedado numerosos rastros y estructuras que permiten reconstruir cómo fue ese proceso.

Una forma de entender cómo se organizan las rocas en profundidad es observar un corte geológico (Ilustración 2). En el caso del Gran Bilbao, las rocas dibujan dos grandes pliegues (de escala cartográfica) y aparecen varias fallas que hacen de límite entre estos pliegues. La importancia de estas estructuras es crucial, ya que condicionan, entre otros, el desarrollo de la red hidrográfica. De hecho, la ría del Nervión es paralela a estas megaestructuras y su desembocadura discurre sobre el trazado de la denominada falla de Bilbao.

Ilustración 2: Corte geológico del entorno de la ría de Bilbao, donde se muestran los pliegues que deforman las rocas, la ubicación de la falla inversa de Bilbao y el discurrir de la ría del Nervión paralelo al sinclorio de Bizkaia y al anticlinorio de Bilbao. (Ilustración: NorArte Studio)

Sin embargo, el aspecto geológico que más ha influido en el desarrollo industrial y económico de la ría del Nervión ha sido la presencia de enormes reservas de mineral de hierro en los montes de la margen izquierda. Una de las hipótesis que explica la formación de estas mineralizaciones de hierro es la conocida como diagenética o metasomática (Gil-Crespo, 2016).

Según esta hipótesis, la presión ejercida por una columna de más de 4 km de sedimentos en el fondo marino, hizo que grandes cantidades de fluidos a altas temperaturas (210°C) ascendieran a través de la pila sedimentaria concentrando y transportando los metales presentes en dichos sedimentos. Estos fluidos enriquecidos en hierro, magnesio y manganeso reaccionaron al entrar en contacto con bandas de calizas intercaladas en la pila sedimentaria y las transformaron y reemplazaron por carbonatos de hierro y magnesio (siderita). Posteriormente, la deformación y fracturación debida a la orogenia alpina hizo que estas masas de siderita alcanzaran la superficie y se oxidaran por efecto de su exposición al aire y al agua, dando lugar a la formación de los yacimientos de hematites y goethita.

Ilustración 3: Proceso de mineralización de las calizas del Gran Bilbao para la formación de yacimientos ricos en hierro. (Ilustración: NorArte Studio)

Considerando todo lo dicho podemos concluir que sin la oportuna distribución de rocas, fallas, pliegues y minerales que aparece en la ría del Nervión, la geografía, historia, economía e incluso la idiosincrasia de los habitantes del Gran Bilbao serían muy diferentes a como las conocemos hoy en día. Vamos que puede que ni la ría fuera por donde va, ni Shakespeare hubiera hablado de las espadas bilbo, ni hubiera habido industrialización o lo que es peor no cantaríamos el “all-iron”.

Referencia bibliográfica:

Gil-Crespo, P.P., (2016). Introducción a la geología y mineralogía de los yacimientos de hierro de Bilbao. En:  Eds. Orue-Etxebarria, X., Apellaniz, E. y Gil-Crespo (Ed.), Historia del hierro en Bizkaia y su entorno (pp. 19-52). Bilbao, Servicio Editorial de la Universidad del País Vasco/ Euskal Herriko Unibertsitatea.

Sobre los autores: Nestor Vegas y  Lidia Rodríguez son investigadores del Departamento de Geodinámica de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU).

El proyecto «Ibaizabal Itsasadarra zientziak eta teknologiak ikusita / La Ría del Nervión a vista de ciencia y tecnología» comenzó con una serie de infografías que presentan la Ría del Nervión y su entorno metropolitano vistos con los ojos de la ciencia y la tecnología. De ese proyecto han surgido una serie de vídeos y artículos con el objetivo no solo de conocer cosas interesantes sobre la ría de Bilbao y su entorno, sino también de ilustrar como la cultura científica permite alcanzar una comprensión más completa del entorno.

 

El artículo Alirón, alirón, la geología del Nervión se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Geología, industrialización y transporte del mineral de hierro en el entorno de la Ría de Bilbao
2. ¿Qué esconden los sedimentos de la Ría?
3. La Ría del Nervión a vista de ciencia y tecnología

María Victoria de Gálvez Eguzkitako kremez gain, eguzkitik babesteko orduan komeni da beste parametro batzuk ere kontuan hartzea, larruazalaren osasunak udan kalterik ez hartzea bermatuko badugu. Hau da: eguzkitakoak, janzteko eta bainatzeko arropa, baita elikagaiak ere.

1. irudia: Azken hamarkadetan adituek gomendatu dute eguzkia gehiegi ez hartzea, kalteak eragiten baitituzte azalean eta, batez ere, azaleko minbizi arriskutsu bat sortarazi dezakeelako, melanoma. (Argazkia: Viviane Monconduit – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Indize ultramorea (UVI)

Eguzkiaren erredurak saihesteko, Osasunaren Mundu Erakundeak indize ultramorea (UVI) ezarri du. Indize horrek 1etik (txikia) 11ra (oso handia) arteko balioak ematen ditu. Gomendatzen dute eguzkitik babesteko neurriak hartzea 3ko UVI baliotik aurrera.

Tokiko UVIren datuak ezagutzeko zenbait informazio bide ditugu, hala nola web orriak, EUSKALMET edo AEMETena, adibidez eta mugikorrerako aplikazioak, UV-DERMA izenekoa, esaterako. Aplikazio hori Málagako Unibertsitateak sortu du, eta Espainiako Dermatologia eta Benereologia Akademiak (AEDV) abalatuta dago.

Fotobabeserako gomendioak emateaz gain, aplikazioak kalkulatzen du pertsona bat zenbat denbora egon daitekeen eguzkipean erre gabe, bere fototipoa eta kokapen geografikoa aintzat hartuta.

Oro har, komeni da honako hau kontuan hartzea: fotobabesle topikoak gehien erabilitako neurria badira ere, egunaren ordu zentraletan eguzkipean ez egotea da eraginkorrena. Hau da, 12:00etatik 16:00etara bitartean, ordu tarte horretan baita handien Lurrera iristen den eguzki irradiantzia. Krema dosiak, bestalde, axola du. Oraintsuko azterketek aditzera eman dute eman ohi ditugun kantitateak ez direla aski gure larruazala erradiazioetatik babesteko.

Itzalaren araua

Eguzki erredura pairatzeko arrisku handien noiz dagoen ezagutzeko era soil bat geure itzalari begiratzea da. Gure garaiera baino altuagoa bada, horrek esan nahi du eguzki izpiek tangentzialki eragiten dutela eta ez direla arriskutsuak. Aitzitik, gure itzala gure altuera baino laburragoa bada, eguzki erradiazioa zuzenagoa da eta, ondorioz, erredura pairatzeko arrisku handiagoa dugu.

Iaz, Málagako Fotobiologia Dermatologikoko Laborategian UVILISCO izeneko gailua garatu genuen. Islatutako itzalaren arabera UVIa zehazteko gauza da. Obelisko formako gailu soil bat da (hortik datorkio izena), xede didaktikoz pentsatua, eta erraz ezar daiteke ikastetxe eta hezkuntza zentroetako jolastokietan.

Horren bitartez eskola garaian fotobabesari buruz kontzientziatzea da xedea, bizitzaren garai horretan jasotzen baitugu eguzkiaren erradiazio gehien. Komeni da neurriak adin goiztiarretan hartzea, frogatu baita fotobabes neurriek % 80 ere prebenitu dezaketela fotoinduzitutako larruazaleko minbizia.

2. irudia: Eguzkiarekin kontu handia izan behar da, eta, hartzekotan, ez egin eguneko ordu zentraletan. Horrez gain, estali burua, arropa egokiarekin eta eguzkitako betaurrekoekin, eta, ahal dela, 30 baino gehiagoko babesa duen eguzkitako krema eman. (Argazkia: chezbeate – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Arropak eta ehunak

Arropa eta ehun bidezko fotobabesa oso baliagarria da, eta guztiok erraz erabiltzeko modukoa. Uste okerra bada ere, oso hedatuta dago pentsatzea ehun argiek gehiago babesten dutela, baina egia da kolore ilunek fotobabes hobea eskaintzen dutela.

Komeni da kontuan hartzea hezetasunak ehunen babesa % 30 ere gutxitu dezakeela. Horregatik, oso garrantzitsua da jakitea hondartzetan eguzkipean elastikoak bustita luzaro dauden umeek eta helduek ez dutela erabateko babesik. Halaber, ingurumen kutsadurak ere baliteke fotobabes maila murriztea.

Gure laborategian, udan erabili ohi diren zenbait ehun aztertu ditugu. Gure emaitzek erakusten dute fotobabes oso handia ematen dutela, baina babes hori txikiagoa izaten da puntu lasaiko ehun naturaletan, lihozko alkandoretan, esate baterako.

Jolas jardueretan, aire zabaleko kiroletan edo lanbide jakin batzuetan (sorosleak, lorezainak…) eguzkipean luze gaudenean, ezinbestekoa da arropa fotobabesle espezifikoa erabiltzea, bai eta hegal zabaleko kapelak edo txanoak ere. Bereziki udan.

Eguzkitakoak eta olanak erabiltzea

Hondartzetan eguzki erredurarik ez izateko, funtsezkoa da eguzkitakoak eta olanak erabiltzea. Ez dugu pentsatu behar, halere, horrelakoek erabateko babesa ematen digutenik. Kontua ez da eguzkitakoaren oihalak eguzkiaren erradiazio ultramorea ez blokeatzea (zenbaitetan hala gerta daiteke), baizik eta ahaztu egiten dugula hareatik, soropiletik eta gauden gainaldetik islatzen den eguzki erradiazioa.

Erradiazio islatu hori gainaldearen islatze koefizientearen edo albedoaren mende egongo da; % 10 eta % 20 artekoa izaten da –baina gainalde batzuek (elurra, adibidez) jasotzen duten erradiazioaren % 80 arte isla dezakete–.

Antioxidatzaileak

Eguzkiak ahalmen oxidatzaile handia du, eta pertsonok antioxidatzaile naturalak ditugu haren kontrako eraginak indargabetzeko. Hala ere, eguzki esposizio handiko egoeretan organismoan oxigeno espezie erreaktiboak sortzen dira eta, antioxidatzaile naturalek horiek neutralizatzen badituzte, estres oxidatiboa gertatzen da. Estres oxidatiboak zahartzeko prozesuak bizkortzen ditu, kalte egiten dio zelulen DNAri eta handiagotu egiten du epe luzera larruazaleko kaltea.

3. irudia: Melokotoiak eta albertxikoak kontsumitzea onuragarria da eguzkia hartzerakoan ematen den estres oxidatiboari aurre egiteko, antoxidatzaile ugariko elikagaiak baitira. (Argazkia: Couleur – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Hori indargabetzeko, farmazia-industriaren oraingo joera eguzki kremei antioxidatzaileak eranstea da (eta, alderantziz, fotobabesleak eranstea zahartzearen kontrako kremei). Antioxidatzaileak ahotik ere eman daitezke, kapsula edo pilulatan. Eguzki erreduraren kontra eskaintzen duten babesa oso-oso txikia bada ere, fotobabeserako osagarri ona dira, bereziki eguzkiaren gehiegizko eragina dugun egoeretan eta eguzki alergiak dituzten pertsonentzat.

Beste aukera bat antioxidatzaile ugariko elikagaiak hartzea da, eguzkiaren eragin oxidatzaileak indargabetzeko. Oro har, barazkiek eta fruta freskoek antioxidatzaile ugari dituzte, eta horietako asko pigmentuen parte dira. Horregatik, horien kontsumoa bereziki adierazita dago uda garaian.

Hala, adibidez, betakarotenoek (A probitamina) kolorea ematen diote larruazalari, eta fruta eta barazki laranjetan daude, hala nola mertxikan eta azenarioan. Mahatsaren erresberatrola edo tomatearen likopenoa dira eguzki irradiantzia handiko garaietan gomendatzeko antioxidatzaile naturalen beste adibide batzuk.

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Egileaz: María Victoria de Gálvez, Malagako Unibertsitateko dermatologiako irakaslea da.

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Oharra: Jatorrizko artikulua The Conversation webgunean argitaratu zen 2020ko maiatzaren 27an: Las cremas solares no bastan: lo que debemos tener en cuenta para protegernos del sol.

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Esta nota nace de una observación casual que es, a la vez, una creencia popular muy extendida: todo el mundo sabe, o ha oído, que, después de adoptar, a muchas mujeres les llega el embarazo. Por tanto, adoptar aumenta la fertilidad. Es una creencia popular que carece de base científica. No hay estudios concluyentes que relacionen la fertilidad con la adopción. Y, además, es sorprendente la escasez de investigaciones actuales sobre este tema. Se publicaron como una docena de artículos en la década de los sesenta y, más adelante, muy poco. O, por lo menos, yo no he sido capaz de encontrarlos. Y, también, hay alguna investigación que relaciona programas de fertilidad con proyectos de adopción aunque, también es curioso, en algunos países está prohibido seguir simultáneamente las dos vías pata tener hijos.

En fin, que existe una considerable confusión sobre si adoptar un niño aumenta la probabilidad de concebir en una, hasta ese momento, pareja no fértil. Como decía, son dos las posibilidades: o es un hecho científico o es un mito popular.

Foto: Astrid Pereira / Pixabay

Y ahora repasemos los datos que conocemos, y repito, casi todos de los sesenta. Aunque primero nos vamos hasta los cincuenta, en concreto a 1950. Aquel año, Hansen y Rock publicaron una revisión de los trabajos publicados entre 1930 y 1950. Encontraron en la literatura médica a 202 parejas que adoptaron, con un porcentaje del 8% de embarazo posterior, algo menor del 10% habitual en parejas que no adoptan.

Y ya en los sesenta, en Inglaterra y en el Hospital de Manchester, se hizo un seguimiento de dos grupos de 25 parejas con problemas de fertilidad, sin problemas físicos o síntomas de estrés y ansiedad. En el primer grupo, 18 parejas quedan embarazadas en los años siguientes a la adopción. En el segundo grupo, los que no adoptaron, son 11 las parejas que tienen un hijo. Hay una diferencia evidente a favor de la adopción pero, sin embargo, los porcentajes son demasiado altos: el 36% entre los que adoptan y el 22% en los que no adoptan. Sin embargo, en otro estudio con 113 parejas que no adoptan y 249 que adoptan, los resultados son contrarios. Conciben un hijo el 35.4% de los que no adoptan, y lo hacen el 22.9% de los que adoptan. Y más, en otro estudio con 438 parejas y, de ellas, 198 adoptan y 247 no lo hacen. El 18.2% de los que no adoptan tienen un hijo, y el 16.2% de los que adoptan también lo tienen. Y otro estudio más, de Aronson y Gliencke, con un 2.9% de embarazos después de la adopción.

Hay autores posteriores que critican estos trabajos, puesto que a la vez que adoptan, siguen tratamientos para aumentar la fertilidad y, parece ser, no queda clara la causa de los embarazos. Tampoco se indica, en algunos casos, si los porcentajes de embarazos de mujeres que han adoptado se refieren al grupo de mujeres que lo han hecho, a la totalidad del grupo que asiste a la clínica de fertilidad o a la totalidad de la población.

Son porcentajes diferentes los que encuentran en el Hospital de Colchester, en Inglaterra, de 216 parejas, hay 59 que han adoptado y, de ellas, 5 han tenido un hijo después de la adopción. Por tanto, es el 8.4% o, si se quiere, el 2.3% del total de parejas.

En Australia y en uno de los pocos estudios de los setenta, de 210 parejas, 29 tienen un hijo después de la adopción, es decir, el 13.8%. También es de esta década el estudio de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, con 895 parejas. Adoptan 128 y hay 21 que tienen un hijo. De las 767 que no adoptan hay 329 que queda embarazadas. Los porcentajes son, para las parejas que no adoptan, del 36.8% y, para las que adoptan del 2.3%. Cuando los autores ajustan la estadística para la edad y el tiempo que ha durado la infertilidad, no hay diferencias significativas entre ambos grupos.

Incluso hay quienes adoptan con el objetivo de mejorar su fertilidad y conseguir el embarazo más adelante. En un estudio con 52 madres adoptivas, en Inglaterra, el 14% tiene un hijo después de la adopción y la mitad de las madres, más tres que no lo consiguieron, reconocieron que habían iniciado el proceso de adopción con la intención de quedar después embarazadas.

En conclusión, está extendida la creencia de que es muy común que, después de adoptar, crece la posibilidad de quedar embarazada la madre. Casi todo el mundo tiene un amigo o ha oído hablar de alguien que, después de adoptar, no tiene ningún problema en tener un hijo propio. Es una idea alimentada tanto por médicos como por el resto de ciudadanos. Como escribieron Howard Aronson y Carl Gliencke, de los Servicios Psiquiátricos de Milwaukee, en Estados Unidos, “reaccionamos, quizá emocionalmente, y estamos inclinados a responder que sí, que ocurre frecuentemente”. Incluso algún médico ha afirmado que “en el 100% de las adopciones en que no hay problemas orgánicos de infertilidad, la mujer concibe”. Tampoco hay que olvidar que, cuando se ha investigado la intervención psicológica para mujeres infértiles, tal como escriben Yoon Frederiksen y sus colegas, de la Universidad de Aarhus, en Dinamarca, las mayores reducciones de la ansiedad se asocian con las subidas más grandes de la tasa de embarazos. Y, se puede suponer, que en parejas infértiles, la ansiedad disminuye después de la adopción.

En resumen, el porcentaje de mujeres embarazadas después de la adopción va del 8% al 36%, con el problema de conocer con exactitud respecto a que población se ha calculado, como comentaba antes. Además y en general, sea como sea que se ha calculado el porcentaje, dentro de cada estudio es bastante parecido el número de mujeres embarazadas tanto si adoptan como si no lo hacen. Y siempre teniendo en cuenta que son mujeres con problemas de fertilidad que acuden a clínicas especializadas.

Y un dato más para terminar, en España, con datos actualizados para enero de 2017 y según el Instituto de la Mujer y para la Igualdad de Oportunidades, la tasa global de fecundidad es del 3.9%, que es el número de nacidos por cada 100 mujeres entre 15 y 49 años.

Referencia:

Aronson, H.G. & C.F. Gliencke. 1963. A study of the incidence of pregnancy following adoption. Fertility and Sterility 14: 547-553.

Frederiksen, Y. et al. Efficacy of psychosocial interventions for psychological and pregnancy outcomes in infertile women and men: a systematic review and meta-analysis. BMJ Open 5: e006592.

Hanson, F.M: & J. Rock. 1950. The effect of adoption on fertility and other reproductive functions. American Journal of Obstetrics and Gynecology 59: 311-320.

Humphrey, M. & K.M. McKenzie. 1967. Infertility and Adoption. Follow-up of 216 couples attending a hospital clinic. British Journal of Preventive & Social Medicine 21: 90-96.

Humphrey, M. & C. Ounsted. 1964. Adoptive families referred for psychiatric advice. II. The parents. British Journal of Psychiatry 110: 549-555.

Kraus, J. 1976. Expectancy of fertility after adoption. Australian Social Work 29: 19-24.

Lamb, E.J. & S. Leurgans. 1979. Does adoption affect subsequent fertility? American Journal of Obstetrics and Gynecology 134: 138-144.

Rock, J. et al. 1965. Effect of adoption on fertility. Fertility and Sterility 16: 305-312.

Sandler, B. 1965. Conception after adoption: A comparison of conception rates. Fertility and Sterility 16: 313-322.

Weir, W.C. & D.R. Weir. 1966. Adoption and subsequent conceptions. Fertility and Sterility 17: 283-288.

Sobre el autor: Eduardo Angulo es doctor en biología, profesor de biología celular de la UPV/EHU retirado y divulgador científico. Ha publicado varios libros y es autor de La biología estupenda.

El artículo Desmitificando: Adopción y embarazo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Desmitificando: Las rubias son “tontas”
2. Desmitificando: La vitamina C y el resfriado
3. Desmitificando: Vacunas peligrosas

Uxue Razkin

Osasuna

Hondakin urak ikertzeko bi proiektu abiatu dituzte, alde batetik UPV/EHUk eta beste aldetik, Nafarroako Gobernuaren Nilsa eta Nasertic agentziek. Euren helburua COVID-19aren trazak antzematea da. Orain arte jasotako laginen artean, “SARS-CoV-2aren arrasto gutxi batzuk” agertu direla nabarmendu du Nilsako kudeatzaileak. Honen inguruko informazio osagarria Berriako artikulu honetan topatuko duzue.

Miren Basaras mikrobiologiako irakasleak artikulu honetan dio umeak arnasbidetik transmititzen diren hainbat birusen kutsatzaile profesionalak direla. Ildo horri jarraiki, COVID-19 gaitzaren kasuan, kontatzen du, umeak sintomarik gabeak edo oso arinak izan dituztela, eta horren zergatia frogatu duten hainbat ikerketa bildu ditu Berriako testu honetan.

Denok badakigu azukrea txarra dela gure osasunerako. Are gehiago, azukrea kronikoki kontsumitzeak hainbat gaixotasun ekar ditzake: hipertentsioa, gibeleko eta bihotzeko gaitzak, obesitatea, pankreatitisa, eta abar. Eta orduan, zergatik gustatzen zaigu hainbeste? Artikulu honetan azaldu digute horren atzean arrazoi ebolutibo bat egon daitekeela. Ez galdu!

Musika tresna garrantzitsua izan da konfinamendu garaian estresa arintzeko. Emily Abrams Ansari Western Unibertsitateko ikertzailearen arabera, konfinamenduan %28 jaitsi ziren Spotify plataformako zerrendetako lehen lekuetan zeuden abestien entzunaldiak, Berriak azaldu digunez. Aldiz, musika instrumentala asko igo zen. Beste batzuek nahiago izan dute isiltasuna musikaren aurrean. Hori dela eta, Isiltasunaren proiektua (The Quiet Project) sortu dute Erresuma Batuko Akustika Institutuak eta Zarata Aholkularien Elkarteak.

Medikuntza

Garuneko beste zelula batzuk neurona funtzional bilakatzea lortu dute saguetan. Elhuyar aldizkarian azaltzen duten moduan, parkinsonaren kasuan, garuneko eremu batzuetan neurona dopaminergikoak galtzen dira. Hala, ikerketa honi esker ikusi dute garunean ugariak diren zelula batzuk, astrozitoak, neurona dopaminergiko bihur daitezkeela.

Psikologia

Zer pentsatzen dute umeek Peter Pan, Bizarzuri eta dinosauroei buruz? Non kokatzen dute errealitatearen muga? Egindako ikerketa batean egiaztatu dute gehienek jakin badakitela dinosauroak noizbait existitu zirela eta Peter Pan bezalako pertsonaiak fikziozkoak direla. Baina badira beste hainbat pertsonaia erdibidean mantentzen direnak. Eta zein da honen arrazoia? Ikertzaileen arabera, erritual kulturaletan parte hartzeak sustatzen du umeek errealtzat jotzea hainbat pertsonaia.

Emakumeak zientzian

Deborah Doniach immunologo kliniko eta gaixotasun autoimmuneen arloan aitzindaria ezagutu dugu artikulu honen bidez. Bere karrera zientifikoan zehar eritasun autoimmuneak izan zituen ikergai, haren lanak ekarri zuen horien gakoa Hashimotoren Tiroiditisean aurkitzea, alegia.

Emakumeak teknologiaren historian asmatzaileak eta aitzindariak (Erein, 2020) liburua berriki aurkeztu du Gontzal Avila autoreak. Berriako artikulu honetan, historian zehar teknologia alorrean aritu diren emakumeei buruz mintzatu da.

Genetika

Ikerketa berri baten inguruan aritu zaigu Koldo Garcia, hain zuzen, argaltasunarekin lotura izan dezaketen geneak izan dira ikerlanaren erdigune. Badirudi ALK genea dela gakoa, hau da, garunaren eta gantz-ehunen arteko komunikazioan eragina duela, gantzen metabolismoa alda dezakeela eta, hortaz, pisuan eragin. Baina oraindik gizakietan gauza bera gertatzen ote den ikertu behar dute.

Materialak

Pandemiaren eraginez, maskara eta eskularru kontsumoa hazi da. Horretaz gain, paper-zapi hezeen erabilera %49 hazi da, baita erabilera bakarreko plastikozko ontziak ere. Zaborrontzi horiaren kudeatzailearen arabera, erabilera bakarreko ontzien kontsumoa %15 handitu da. Honen gainean, adituek ziurtatu dute erabilera bakarreko plastikoa ez dela berrerabilgarria baino seguruagoa. Berrian duzue testua irakurgai.

Ingurumena

Jakina da zuhaitzak landatzea izan dela klima aldaketari aurre egiteko moduetako bat. Bada, zuhaitz-landaketen eragin hori kalkulatzeko orain arte erabili izan diren irizpideak okerrak izan litezke. Ikerketa batek aditzera eman duenez, zuhaitzak landatuta ez da beti lortzen karbono gehiago finkatzea. Elhuyar aldizkariak eman dizkigu xehetasunak.

Ikertzaile talde batek ondorioztatu du gehiegizko kontsumoa eta kapitalismoan oinarritutako aberastasuna direla ingurumen-arazoak abiatzen dituzten faktore nagusiak. Kontuak hartu dituzten faktoreak klima, bioaniztasuna eta elikadura izan dira. Ikertzaileek hazkunde ekonomikoaren paradigma zalantzan jartzeko beharra aldarrikatu dute. Elhuyar aldizkariak azaldu digu afera.

Izotzak sekretu asko gordetzen ditu naturaren historiaren eta sortu zen uneko ingurumen baldintzen inguruan. Esaterako, Suitzako Colle Gnifetti glaziarrean egindako azterketa aipatzen da testuan. Bertan, ikertzaileek urtez urte metatuz joandako izotz geruzen kronologia zehaztu dute. VII. mendean, Europako erdialdean eta ipar-mendebaldean erabat eraldatu zen sistema monetarioa: txanponak urrezkoak izatetik zilarrezkoak izatera igaro ziren. Datuei esker jakin daiteke trantsizio hori nola izan zen. Ez galdu!

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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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Catástrofe Ultravioleta #28 ANTROPOCENO

«Estamos asistiendo al registro geológico de nuestro tiempo»

En pleno debate sobre la pertinencia del término Antropoceno, los científicos siguen identificando lugares y depósitos que delatarán nuestro paso por el planeta mucho tiempo después de que hayamos desaparecido. “Estamos asistiendo al registro geológico de nuestro tiempo, donde nos podemos ver reflejados en las rocas, como si hiciéramos un viaje en el tiempo”, dice Alejandro Cearreta. Con su ayuda, la de Asier Hilario y Ana María Alonso, viajaremos del pasado al futuro y veremos cuál será nuestra huella cuando hayamos desaparecido.

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Agradecimientos: Alejandro Cearreta, Asier Hilario, Ana María Alonso. Y a Charlton Heston un poco también, claro.

** Catástrofe Ultravioleta es un proyecto realizado por Javier Peláez (@Irreductible) y Antonio Martínez Ron (@aberron) con el patrocinio parcial de la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y la Fundación Euskampus. La edición, música y ambientación obra de Javi Álvarez y han sido compuestas expresamente para cada capítulo.

 

El artículo Catástrofe Ultravioleta #28 ANTROPOCENO se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Umea jaiotzean bera eraman eta norbait berezi uzten duten izakiak daudela dio kondairak. J.R. Alonsoren The changelings: fairy tales about autism?

Korporazio baten aurrekontua zuzendaritzak egin beharrean, jendeak egiten badu, parte-hartuta eta bozkatuta, jendearen interesekin lerrokatuago egongo dira… Ezta? Annick Laruelleren Participatory budgeting, some issues

Neutrinoak euren antipartikula baldin badira, hau da, Majorana partikulak badira, unibertsoaren ulermenean pausu erraldoia emango genuke. Zelan detektatu da kontua. DIPCk aurrerapausua eman du: How to detect the daughter atom of a neutrinoless double beta decay

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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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¿Por qué nuestro Universo está hecho de materia? ¿Por qué existe todo tal y como lo conocemos? Estas preguntas están relacionadas con uno de los problemas más importantes sin resolver en física de partículas, el de la naturaleza del neutrino, que podría ser su propia antipartícula, tal como aventuró el malogrado genio italiano Ettore Majorana hace casi un siglo. Si ello fuera así, podría explicarse la misteriosa asimetría entre materia y antimateria.

Sabemos que el Universo está hecho casi exclusivamente de materia. Sin embargo, la teoría del Big Bang predice que el Universo primigenio contenía la misma cantidad de partículas de materia y antimateria. Esta predicción es consistente con los “pequeños Big Bang” que se forman en las colisiones de protones en el gigantesco acelerador LHC del CERN, donde siempre se observa una producción simétrica de partículas y antipartículas. ¿Dónde fue, entonces, a parar la antimateria del Universo temprano? Un posible mecanismo que daría una respuesta a esta pregunta apunta a la existencia de neutrinos pesados que serían su propia antipartícula y por lo tanto podrían desintegrarse tanto a materia como a antimateria. Si se da un segundo fenómeno, denominado violación de carga y paridad (esto es, si el neutrino favorece ligeramente en sus desintegraciones la producción de materia sobre la de antimateria), entonces este proceso habría podido inyectar un exceso de la primera sobre la segunda. Después de que toda la materia y la antimateria del universo se aniquilaran (con la excepción de este pequeño exceso), el resultado sería un cosmos hecho sólo de materia, de las sobras del Big Bang. Podríamos decir que nuestro Universo son los restos de un naufragio.

Es posible demostrar que el neutrino es su propia antipartícula observando un raro tipo de proceso nuclear llamado desintegración doble beta sin neutrinos, en el que simultáneamente dos neutrones (n) del núcleo se convierten en protones (p) y se emiten además dos electrones (e) que escapan fuera del átomo. Este proceso puede darse en algunos isótopos raros, como el Xenón-136, que tiene en su núcleo 54 p y 82 n, además de 54 e en su forma neutra. El experimento NEXT (dirigido por J.J. Gómez-Cadenas, del DIPC e IKerbasque y D. Nygren, de la Universidad de Texas en Arlington), sito en el laboratorio subterráneo de Canfranc (LSC), busca estas desintegraciones utilizando cámaras de gas a alta presión.

Cuando un átomo de Xe-136 sufre una desintegración espontánea doble beta sin neutrinos, el resultado del proceso es la producción de un ion de Bario-136 (Ba2+), con 54 e y un núcleo formado por 56 p y 80 n, y dos electrones (Xe → Ba2+ + 2e).

El experimento NEXT se ha centrado hasta el momento en observar estos dos electrones, cuya señal es muy característica del proceso. No obstante, la desintegración doble beta sin neutrinos es extremadamente rara, del orden de una por tonelada de gas y año de exposición. Esta señal tan débil puede quedar completamente enmascarada por el ruido de fondo debido a la omnipresente radioactividad natural. Sin embargo, si además de observarse los dos electrones se detectase el átomo ionizado de bario, el ruido de fondo puede reducirse a cero, ya que la radioactividad natural no produce este ion. Observar un solo ion de Ba2+ en un gran detector de desintegración doble beta sin neutrinos es tan extremadamente difícil que hasta hace poco se consideraba impracticable. Pero una serie de trabajos recientes, entre los que destaca este que nos ocupa, demuestra que la hazaña podría conseguirse en un plazo de tiempo razonable.

El estudio parte de una idea propuesta por uno de los autores del artículo, D. Nygren (Universidad de Texas en Arlington), inventor de la tecnología de cámaras de proyección temporal (TPCs) en las que se basan numerosos experimentos de física de partículas (entre ellos NEXT). En 2016 Nygren propuso la posibilidad de capturar el Ba2+ con una molécula capaz de formar un complejo supramolecular con este y de proporcionar una señal característica cuando esto ocurre, a modo de indicador molecular. En trabajos posteriores, Nygren y su grupo han diseñado un tipo de indicadores llamados “interruptores” capaces de brillar más intensamente cuando capturan un ion Ba2+. El grupo de Fernando Cossío, catedrático de química orgánica de la UPV/EHU y director científico de Ikerbasque, y Gómez-Cadenas ha seguido una estrategia diferente, diseñando un indicador capaz de capturar selectivamente el Ba2+ y que no sólo brilla más intensamente al atrapar el ion, sino que cambia de color, contribuyendo así a una clarísima observación de la señal sobre el ruido de fondo.

La síntesis de este indicador molecular bicolor, denominado FBI (las siglas en inglés de Fluorescent Bicolour Indicator), se ha realizado bajo el liderazgo del investigador I. Rivilla del DIPC. Si se ilumina con luz ultravioleta una molécula FBI sin bario, esta emite fluorescencia en el rango de la luz verde, con un espectro de emisión estrecho de alrededor de 550 nm. En cambio, cuando esta molécula captura Ba2+, su espectro de emisión se desplaza hacia el azul (420 nm). Esto hace posible identificar la presencia de Ba2+ a partir de la observación de una molécula FBI azul. Los sistemas experimentales de microscopía multifotónica desarrollados en el Laboratorio de Óptica de la Universidad de Murcia por el grupo de Pablo Artal para la detección de esta diferencia espectral verde/azul se basan en los diseñados previamente para obtener imágenes de la córnea del ojo humano en vivo.

Tal y como ha explicado Cossío, “lo más complicado de la parte química del trabajo fue diseñar una nueva molécula que cumpliera los estrictos (casi imposibles) requisitos impuestos por el experimento NEXT. Esta molécula debía brillar mucho, capturar bario con extrema eficacia (el desintegración doble beta sin neutrinos es un evento rarísimo y ningún catión podía desperdiciarse) y emitir una señal específica que permitiera detectar la captura sin ruido de fondo. Además, la síntesis química del nuevo sensor FBI debía ser eficiente para poder tener muestras ultrapuras en cantidad suficiente para su instalación en el detector. La parte más gratificante fue comprobar que, tras muchos esfuerzos por parte de este equipo multidisciplinar, efectivamente, nuestro sensor FBI específico y ultrasensible funcionaba tal y como estaba previsto”.

Además del diseño y caracterización de FBI, el trabajo ofrece la primera demostración de la formación de complejos supramoleculares en medio seco. Este hito se ha conseguido preparando una capa de moléculas FBI sobre una pastilla comprimida de sílice y evaporando sobre esta capa una sal de perclorato de bario.

El siguiente paso de este proyecto será construir un detector basado en FBI para la detección de la desintegración doble beta sin neutrinos, para la que ya se está desarrollando la propuesta conceptual.

Referencia:

I. Rivilla, B. Aparicio, J.M. Bueno, D. Casanova, C. Tonnelé, Z. Freixa, P. Herrero, C. Rogero, J.I. Miranda, R.M. Martínez-Ojeda, F. Monrabal, B. Olave, T. Schäfer, P. Artal, D. Nygren, F.P. Cossío, and J.J. Gómez-Cadenas (2020) Fluorescent bicolor sensor for low-background neutrinoless double beta decay experiment Nature doi: 10.1038/s41586-020-2431-5

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

 

 

El artículo Una molécula fluorescente para explicar la asimetría materia-antimateria en el universo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juanma Gallego Haur gehienek badakite dinosauroak existitu zirela, eta Elsa printzesa fikzioko pertsonaia dela. Baina badira beste hainbat pertsonaia muga lauso batean geratzen direnak. Helduek sustatutako erritualak omen daude horren atzean.

Hortzen Maitagarria, Perez Sagutxoa edo Mari Teiletako. Bizarzuri, Errege Magoak edo Olentzero. Aukera sorta zabala dago aukeratzeko, norberaren gustuen, usadioen edota asmo identitarioen arabera. Telebistan bezala, Nahieran. Are gehiago, aldatzen doan kontua da folklorearena; batzuetan nahita, besteetan, modu oharkabean. Beste garaietan pertsonaia batzuk asmatu ziren modu berean, helduok gai gara pertsonaia berriak eraikitzeko, eta aspaldiko arketipoak gaur egungo ideologiei egokitzeko ere. Sorgin maltzur tradizionala basoetako botikari askatzaile bihurtu zaigu, eta etxera garaiz bueltatzen ez ziren umeen gantzak hartzen zituen Sakamantekas beldurgarria justizia sozialaren alde egiten duen heroi inklusiboa izateko moduan legoke gaur egun.

Alabaina, norberaren mundu ikuspegiaren arabera helduok mundua salbatu nahian gabiltzan bitartean, umeek bestelako interesak dituzte. Badirudi beraientzat oparitxoa jasotzea edota jai batean aparra egotea dela garrantzitsuena. Baina, egia esanda, gutxi dakigu haien mundu ikuskeraz eta sinesmenez.

1. irudia: Zenbait pertsonaiari dagokienez, umeek argi daukate errealak ala irrealak ote diren, baina kulturaren baitan txertatutako pertsonaiekin arazo handiagoak dituzte. (Argazkia: Anthony Tran / Unsplash)

Zertan izan daiteke lagungarri umeen sinesmenak ikertzea? Ezagutza berria eskuratze soila merezi duela erantzun lezake baten batek, baino harago doa kontua. Gizartean duten eragin zuzena txikia izan arren, umeak gizartearen parte garrantzitsu dira. Zentzu honetan, The World Until Yesterday liburuan, Jared Diamond geografoak aldarrikapen polita egiten du: “Umeak gizarte baten erdira izatera irits daitezke. Gizarte baten erdia alboratzen duen soziologo batek ezin izango luke esan gizarte hori ulertzen duenik”.

Bada, helduen mundu ikuskeran erlijioak izugarrizko pisua duen modu berean, umeen jardunean ere garrantzi handia dute gurasoek sustatutako sinesmenek. Horietako asko gezur funtzionalen bidez transmititzen dira. Javier Pelaezek artikulu honetan azaltzen duen moduan, askotan gezur horiek tradizio desberdinak dituzten gizarteetan erabiltzen dira umeen portaeran nolabaiteko eragina izateko.

Mundu magiko horretan pertsonaia desberdinak egon daitezke, baina, helduen sinesmenetan bezala, pertsonaia horiek ez daude maila berean. Aurretik egindako ikerketengatik, adituek bazekiten gutxi gorabehera hiru urte dituztenetik umeak gai direla bereizteko zer den erreala eta zer ez, baina oraingoan jakin nahi izan dute zehazki mugak non kokatzen diren. Umeen panteoi horretan sakondu aldera, Australiako ikertzaile talde batek aztertu du umeek nola ebaluatzen duten hainbat pertsonaiaren egiazkotasuna. Horretarako, galdeketa bat abiatu dute. PLoS ONE aldizkarian azaldu dituzte emaitzak.

Orotara, bost kategoriatan sailkatu daitezkeen 13 pertsonaia erabili dituzte ikerketa abiatzeko. Pertsona errealak (umeak ezagutzen duen pertsona bat eta The Wiggles taldekoak – Australiako musika talde bat–), pertsonaia kulturalak (Bizarzuri, Pazko untxia eta Hortzen maitagarria), pertsonaia anbiguoak (dinosauroak eta estralurtarrak), pertsonaia mitikoak (adarbakarrak, mamuak eta dragoiak) eta fikziozko pertsonaiak (Frozen filmeko Elsa printzesa eta Peter Pan).

Bi eta hamaika urte artean dituzten 176 ume australiarri inkesta egin diete, eta galdetu diete zeintzuk diren pertsonaia errealak eta zeintzuk irrealak. Egiazkotasun hori zerotik zortzira arteko eskala batean kokatzeko eskatu diete umeei. 56 helduz osatutako beste talde batean aurkitutako emaitzekin alderatu dituzte datuak.

Emaitzak argigarriak izan dira. Egiaztatu dute gehienek jakin badakitela dinosauroak noizbait existitu zirela eta Peter Pan bezalako pertsonaiak fikziozkoak direla. Baina badira beste hainbat pertsonaia erdibidean mantentzen direnak. Zalantzazko eremu labainkor batean.

Umeen irudikoz, errealenak dinosauroak eta The Wiggles taldekoak izan dira (zazpi punturekin). Elsa printzesa eta Peter Pan pertsonaiek lau puntu izan dituzte. Baina Bizarzuri eta Hortzetako Maitagarria sei puntutan kokatu dira.

Hortaz, argi dago umeen artean mundu errealaren eta irrealaren arteko muga lausoa dela, nolabaiteko gradazio baten barruan. Egileen esanetan, asmatutako pertsonaia kulturalak, beraz, erdibideko “purgatorio” batean daudela ematen du.

Aurreikusi zitekeen bezala, helduen artean datuak oso bestelakoak izan dira. Hauek guztiek oso ondo bereizi dituzte fikziozko pertsonaiak (zerotik gertuko emaitzak). Bizarzuri eta dragoiek puntu batetik gertu egon dira. Mamuak eta estralurtarrak, berriz, bi eta lau puntu artean kokatu dira, helduen artean pertsonaia horien inguruan zalantza gehiago sortzen diren adierazle.

2. irudia: Gizarte osoaren laguntzarekin, gurasoek bultzatutako erritualek laguntzen dute umeen artean halako pertsonaien sinesgarritasuna txertatzen. (Argazkia: Juanma Gallego)

Oro har, emaitzen arabera, umeek lau taldetan banatzen dituzte pertsonaiak: errealak, kulturalak, anbiguoak eta fikziozkoak. Helduen artean, berriz, hiru multzora mugatzen da sailkapena: errealak, anbiguoak eta fikziozkoak. Hortaz, helduek oso argi daukate pertsonaia kulturalak usadioan besterik ez daudela.

Ikertzaileen hipotesiaren arabera, erritual kulturaletan parte hartzeak sustatzen du umeek errealtzat jotzea hainbat pertsonaia. Adibidez, inkestatutako umeen %40 inguruk dio Bizarzuri ikusi dutela bizitza errealean. Eguberri garaian merkataritza gune batera joatea edota telebistako albistegi bat ikustearekin nahikoa da egiaztatzeko Bizarzuri, Errege Magoak edota Olentzero benetako pertsonaiak direla.

Rohan Kapitany egile nagusiaren hitzetan, “erritualek sinesmena erraztu, sustatu eta lagundu egiten dute”. Eta gizarteak, noski, pertsonaia horien inguruko erritual asko eratzen ditu. Sinesmena sustatzen duten erritual horietan ezinbestekoak dira gurasoak. Izan ere, hauek hainbat lan egiten dituzte tradizioa elikatzeko, hala nola apaindutako zuhaitz bat etxera eramanda, burkoaren azpian txanpon distiratsu bat jarrita edo Eguberri eguneko goizean opariak eta Napo astoak erdi jandako azenario bat utzita.

“Tradizioan oinarritzen diren testigantzek sinesmena indartzen duten arren, gure argudioa da ez dela kasualitatea umeek errealtzat hartzen dituzten pertsonaia tradizionalak izatea umeei kulturaren arabera aritzeko eskatzen dieten berdinak”, idatzi dute artikuluan.

Umeen aldetik, zerbait arraroa gertatzen ari delako lehen susmoak hasten dira gurasoek halako pertsonaien inguruan darabilten hizkeragatik eta mintzaira patroiengatik. Scientific American aldizkariari Kapinatyk azaldu dionez, “Bizarzuri erreala dela” esaten zaie umeei, baina ez dago esan beharrik, adibidez, amona erreala denik. Portaera horiek lehen susmoak piztuko lituzkete haurren artean. Gauzak uste baino konplikatuagoak diren lehen seinaleak, hain justu.

Erreferentzia bibliografikoa:

Kapitany, R., Nelson, N., Burdett, E.R.R., Goldstein, T.R., (2020). The child’s pantheon: Children’s hierarchical belief structure in real and non-real figures. PLoS ONE, 15 (6), e0234142. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234142

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

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M. Javier Herrero Turrión

Imagen: Gerd Altmann / Pixabay

La donación de órganos para trasplante está ampliamente consolidada. De hecho, nuestro país encabeza el ránking mundial del número de trasplantes. Por desgracia, es poco conocida la posibilidad de “donar nuestro cerebro hoy para curar mañana”, como reza el lema del Banco de Tejidos Neurológicos – INCYL.

Eslogan BTN-INCYL

Bancos de cerebros

Los bancos de tejidos neurológicos, coloquialmente denominados “bancos de cerebros”, son organizaciones sin ánimo de lucro que prestan servicio a toda la sociedad para poner en valor muestras de tejido cerebral humano esenciales en las investigaciones de las enfermedades neurológicas. Además, entre sus objetivos está ayudar a sensibilizar y visibilizar el acto de enorme generosidad que supone esta donación.

Estos bancos se ocupan de recoger, procesar y almacenar tejido nervioso donado para realizar un estudio post mortem que permita ofrecer un diagnóstico. A partir de ahí ponen a disposición de los investigadores muestras de este tipo de tejido que permiten avanzar en el conocimiento de las enfermedades neurológicas como el alzhéimer u otros tipos de demencia, el párkinson, la esclerosis lateral amiotrófica, la esclerosis múltiple, las ataxias, la enfermedad de Huntington y una gran variedad de patologías psiquiátricas y enfermedades raras.

Motivos para donar nuestro cerebro

¿Por qué es importante ser donante de tejido nervioso? Una pregunta tan “sencilla” bien puede tener una respuesta similar: porque debemos avanzar entre todos en el conocimiento de las enfermedades neurológicas. En primer lugar, impresiona conocer el porcentaje de población afectada a nivel mundial por las tres principales enfermedades neurodegenerativas: alzhéimer, párkinson y esclerosis múltiple. Casi 40, 25 y más de 2,5 millones, respectivamente. Para colmo, se estima que estas cifras se duplicarán para el año 2050.

Por si fuera poco, en 2016 se publicó en España un estudio que ponía en relieve datos tan impactantes como que casi un millón de personas padece algún tipo de enfermedad neurodegenerativa.

De éstos, el 69% es mayor de 65 años, el 40% deja de trabajar por la enfermedad y el 53% sufre dificultades económicas a causa de su afectación. En concreto, se estima que tanto el paciente como su entorno familiar suelen asumir un sobrecoste de más de 23.000 € de media al año, según el nivel de dependencia.

Por lo tanto, las consecuencias dramáticas no son “únicamente” las propias de la enfermedad en sí, sino que también tienen un alto coste económico, difícilmente asumible para una gran mayoría.

¿Qué aportan los biobancos de tejidos neurológicos?

El tejido cerebral humano es una herramienta insustituible para el avance en el conocimiento de las enfermedades neurológicas humanas, ya que los modelos de animales experimentales no reproducen completamente su conjunto de características.

Que los biobancos de cerebros realicen el diagnóstico definitivo de la enfermedad (neurológica) que padecen los donantes no es un hecho baladí. En vida, el diagnóstico clínico no tiene una certeza absoluta. Solo con una biopsia profunda del cerebro se consigue un diagnóstico completo. Una opción tan agresiva que casi nunca se baraja en vida. En lugar de eso, los médicos utilizan una combinación de los signos y síntomas clínicos, técnicas de neuroimagen y pruebas invasivas, como la punción lumbar, junto con diversos estudios de laboratorio. Y se quedan “cojos” en información.

¿Quién puede ser donante de tejido nervioso?

A diferencia de la donación de órganos para trasplantes, en el caso de las donaciones de cerebros son válidos todo tipo de donantes, desde el teóricamente sano (sin patología neurológica y/o cognitiva aparente) hasta el enfermo. Además, también el rango de edad abarca toda la vida, desde el recién nacido hasta el anciano.

La decisión de ser donante puede realizarse en vida, que es la forma más frecuente. O en el mismo momento del fallecimiento. Normalmente el mismo donante toma la decisión. O, en caso de incapacidad cognitiva, es el tutor o algún familiar en su nombre quien dona sabiendo que “la persona enferma no era contraria a esta práctica”.

Por otra parte, es preciso cumplimentar una serie de documentos para poder proceder a la donación. El principal de ellos, el consentimiento informado por el que el donante, un familiar en su nombre o tutor legal autoriza la donación del tejido nervioso tras su fallecimiento.

Los bancos de cerebro en España

En nuestro país actualmente existen 15 biobancos de cerebros, entre ellos, el Banco de Tejidos Neurológicos del Instituto de Neurociencias de Castilla de León (BTN-INCYL), al cual pertenezco. Todos trabajamos en red bajo el amparo de la Red Nacional de Biobancos (RNBB) para lograr una cada vez mayor visibilidad de nuestra labor y garantizando la más alta calidad en nuestros servicios.

Sede BTN-INCYL.

Los que trabajamos al frente de este tipo de centros tenemos claro que la donación del cerebro es un acto de enorme generosidad y solidaridad. Los donantes ayudan a que acabemos cuanto antes con la verdadera pandemia del siglo XXI: las enfermedades neurodegenerativas. Unas patologías que no sólo incapacitan física y cognitivamente, sino que también tienen un alto coste emocional y económico para las familias de quienes las padecen.

Sobre el autor: M. Javier Herrero Turrión, es director científico del Banco de Tejidos Neurológicos del Instituto de Neurociencias de Castilla y León (BTN-INCYL), Universidad de Salamanca

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

El artículo El cerebro también se puede donar (y no es necesario estar sano) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin Gure gorputzaren autosuntsiketa baino gauza misteriotsuagorik ez dago. Hala, medikua den lagun bati gaixotasun autoimmuneei buruz galdetu egin nion; erantzunak behar nituen, istorioarekin jarraitu ahal izateko liburua argira hurbiltzen duen irakurleak bezala. Haren azalpenean, nik uler nezan arras sinplifikatu zuena, “alderdi bereko sua” aipatu zidan, hau da, gudu batean tiroak alde beretik datozenean. Zehazki, helburua ondo identifikatzen ez delako gertatzen diren akatsak dira. “Gorputzak bere buruari eraso egiten dio, suntsitu egiten zaitu”, esan zuen nire adiskideak. Une horretan, gudu-zelai bat imajinatu nuen, eta gerra hori nire baitan bistaratzen saiatu nintzen.

Immunitate-sistemak gaixotasunen eta infekzioen aurka babesten gaitu, baina gaitz horietako bat izanez gero, sistemak erreakzionatu, eta akatsa batek jota bere organoen eta ehunen aurka egiten du. Azalpen metaforiko hark Las defensas liburua gogoratzera eraman ninduen, duela hiru urte Gabi Martínezek idatzi zuen obrara. Bertan, urteetan zehar ikertu zuen gaixotasun autoimmune baten ondorioz erotu zen neurologo baten benetako historia kontatzen da. Haritik tiraka, autosuntsiketa honen jatorrira iritsi nintzen, Deborah Doniach immunologo kliniko eta gaixotasun autoimmuneen arloan aitzindaria ezagutzera, hain zuzen ere.

Irudia: Deborah Doniach immunologoa. (Argazkia: Royal College of Physicians)

Tiroide guruina eta Hashimoto izeneko mediku bat

Deborah Doniach Parisen hazi zen eta medikuntza ikasi zuen Sorbonan. Dena dela, Sonny Doniachekin ezkondu bezain laster, ikasketak eten behar izan zituen, 1934an. Horren ondotik, Londresera joan zen bizitzera eta han bere karrera abiatu zuen berriro, Royal Free Medical Schoolen. Hiru urtez mediku lanetan aritu zen etxez etxe, baita zirujau moduan ere Londreseko Konderriko Kontseiluko zerbitzuaren esanetara. Ondoren, lau urte igaro zituen Middlesex Ospitalean, patologia kimikoko irakasle laguntzaile gisa. 1951n, Royal Freera itzuli zen eta bi urte beranduago, Middlesexen hasi zen berriro endokrinologo gisa; hemen aritu zen lanean erretiroa hartu zuen arte. 60ko hamarkadan, ospitale hartan sortu berria zen Immunologia Sailera batu zen; han lortu zuen lehen immunopatologoetako bat izatea, eta irakasle bihurtu zen 1974an.

Oro har, eritasun autoimmuneak izan zituen ikergai; izan ere, haren lan nekaezinak ekarri zuen horien gakoa Hashimotoren Tiroiditisean aurkitzea. Gaixotasun horrek tiroide guruina suntsitu egiten du eta hipotiroidismoa eta goloa sortzen ditu. Izen hori Hakaru Hashimoto mediku japoniarrari zor zaio, berak identifikatu eta deskribatu baitzuen lehen aldiz patologia hori. Afekzio hau tiroide guruinari eraso egiten dion immunitate-sistemak berak sortzen du, eta gure organismoak behar bezala funtzionatzeko hormona garrantzitsuak sortzea eragozten du, hau da, immunitate-sistemak berak hura suntsitzen duten antigorputzak sortzen ditu.

Modu honetan, Doniachek ikusi zuen odolean proteina immunitario maila altua zuten pazienteei tiroidea kirurgikoki kentzen bazitzaien, maila horiek normaltasunera itzultzen zirela. Era berean, ohartu zen guruin horrek zelula plasmatiko ugari zituela, -normalean infekzioen aurka borrokatzeko antigorputzak sortzen zituztenak ziren-, baina paziente horiengan tiroideen barruko estimulu bati erantzuten ziotela. Antigorputz gehiegi izatea tiroide guruinaren aurkako erreakzio autoimmunea zela ondorioztatu zuen, kanpoko infekzio baten aurkakoa izan beharrean.

Doniach ez zegoen bakarrik ikerlan honetan murgilduta, Ivan Roitt eta Peter Campbelllan zientzialariak izan zituen bidelagun. Hirurek, euren intuizioari jarraituz, ikusi zuten antigorputzek ez zietela aurre egingo kanpoko agenteei. Hipotesi hori berretsi egin zuten Hashimotoren gaixotasuna zutenen pazienteen serumak tiroide guruin arruntaren aterakinekin erreakzionatzen zuela frogatu zuten momentuan. 1956. urtea zen, autoimmunitateaz lehenengoz mintzatzen hasi zirenean.

Esan beharra dago zientzialari horien arteko lankidetza oso emankorra izan zela, tiroidearen osagaietako zeinek estimulatzen zuen erantzun immunea zehaztu baitzuen hirukoteak. Baina Doniachentzat hori ez zen izan landu zuen azterlan bakarra, gaixotasun autoimmune gehiago ikertu baitzituen, hala nola anemia perniziosoa, behazun-zirrosi primarioa eta 1 motako diabetesa. Haren lana funtsezkoa izan zen gaur egun erabiltzen den immunologiako diagnostiko klinikoaren metodologia finkatzeko.

Sariei dagokienez, Doniachek Van Meter saria jaso zuen American Goitre Association erakundearen eskutik (1957). Horrez gain, Gairdner saria (1964), Graduondoko Britainiar Federazioaren saria (1967) eta Emakume Zientifiko Amerikarren Elkartearen eskutik Urteko Emakume Zientifikoaren saria (1984) irabazi zituen. 70eko hamarkadan erretiroa hartu zuen arren, bere arloan lanean jarraitu zuen; immunologiari buruzko bere azken artikulua 2000. urtean idatzi zuen. Jakina da oraindik enigma modukoak direla gaixotasun autoimmuneak, baina Doniachek bere harri koskorra ekarri zuen.

Iturriak:

• Mujeres con ciencia. Deborah Doniach, inmunóloga clínica, Efemérides, 2019ko apirilaren 6a.
• Brostoff, Jonathan. Deborah Doniach. Outstanding pioneer of auto-immunology research, The Guardian, 2004ko urtarrilaren 15a.
• Richmond, Caroline (2004). Deborah Doniach, BMJ, 328 (7435), 351.
• Wright, Pearce (2004). Obituary: Deborah Doniach, The Lancet, 363, 995.

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Egileaz: Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

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Foto: Willi Heidelbach / Pixabay

Solo queda un plátano en el frutero. En vez de repartirlo, Pablo y Santiago deciden jugar para ver quién se lo merienda. Pablo propone a Santiago un juego con las siguientes reglas:

Tirarán cada uno de ellos un dado. Si el mayor número que aparece en los dos dados es 1, 2, 3 o 4, ganará el jugador 1. Si el mayor número que aparece en las dos caras que quedan arriba es 5 o 6, ganará el jugador 2.

Como Pablo ha formulado las reglas del juego, invita a Santiago a elegir si desea ser el jugador 1 o el jugador 2. Santiago acepta el reto y elige ser el jugador 1 pensando que con esta opción tiene una clara ventaja sobre Pablo.

¿Ha elegido bien Santiago? Se trata de un juego de azar, con lo que puede pasar, a priori, cualquier cosa. Pero pensemos por un momento en la probabilidad de que cada uno de ellos gane este juego. Una manera sencilla de calcularla es elaborar una tabla con todas las posibles combinaciones que se pueden obtener al tirar dos dados. En la siguiente tabla se representa a Santiago con un emoticono rojo –piensa que ha sido realmente hábil al elegir esta opción– y a Pablo con uno amarillo –aunque no es tan inocente como parece–. Hay 36 posibles combinaciones de números al tirar dos dados, y en cada casilla colocamos la imagen del ganador con cada posible tirada.

Observamos que Santiago gana en 16 de las 36 posibles tiradas, mientras que Pablo ¡lo hace en 20! Parece contraintuitivo, pero no hay duda alguna, Pablo tiene más probabilidades de ganar.

Otra manera de comprobar que la elección de Santiago no era la adecuada es pensar en la probabilidad de que cada número del 1 al 6 sea el más alto al lanzar los dados. Es sencillo de entender que la probabilidad de que el 1 sea el número más alto es de 1/36 (los dos dados deben mostrar el 1), la de que sea el 2 es de 3/36 (se obtiene con las tiradas 1-2, 2-2, 2-1), la de que sea el 3 es de 5/36 (sale con las tiradas 1-3, 2-3, 3-3, 3-2, 3-1), la de que sea el 4 es de 7/36 (resulta con las tiradas 1-4, 2-4, 3-4, 4-4, 4-3, 4-2 y 4-1), la de que sea el 5 es de 9/36 (se logra con las tiradas 1-5, 2-5, 3-5, 4-5, 5-5, 5-4, 5-3, 5-2 y 5-1) y la de que sea el 6 es de 11/36 (se consigue con las tiradas 1-6, 2-6, 3-6, 4-6, 5-6, 6-6, 6-5, 6-4, 6-3, 6-2 y 6-1). Es decir, gana el jugador 1 en 1 + 3 + 5 + 7 = 16 de las posibles tiradas, frente a las 9 + 11 = 20 en el caso del jugador 2. Recuperamos mediante este argumento el cálculo que habíamos obtenido en la tabla. Dicho de otra manera, Santiago tiene un 44,5 % de probabilidades de ganar, mientras que Pablo se come el plátano con una probabilidad del 55,5 %.

Recordemos que los 36 posibles resultados al lanzar los dos dados son equiprobables: cada uno de ellos tiene una probabilidad de 1/36 de salir. Además, las tiradas realizadas por cada dado son sucesos independientes. Por ello, la probabilidad de obtener 1, 2, 3 o 4 en ambos dados –de este modo ganaría Santiago el juego– es el producto de 4/6 por 4/6, es decir, 16/36. De nuevo, hemos confirmado la conclusión que ya se había visto al principio.

Otro concepto que puede usarse para estudiar el juego es el de esperanza matemática. Vamos a llamar M al máximo número obtenido al lanzar dos dados. Denotamos por P(M=m) a la probabilidad de que M sea m. Entonces:

E(M) = 1.P(M=1) + 2.P(M=2) + 3.P(M=3) + 4.P(M=4) + 5.P(M=5) + 6.P(M=6) =

1/36 + 2. 3/36 + 3. 5/36 + 4. 7/36 + 5. 9/36 + 6. 11/36 =

1/36 + 6/36 + 15/36 + 28/36 + 45/36 + 66/36 = 161/36 = 4,47,

que representa el valor medio obtenido en el suceso aleatorio descrito en el juego de Pablo y Santiago. De nuevo, se confirma la teórica ventaja de Pablo… aunque es posible que al lanzar los dados el resultado haga que Santiago consiga quedarse con la merienda, Pablo tiene más probabilidades de hacerlo.

En este video de Leonardo Barichello se explica de manera inspiradora este juego.

Referencias

• The Last Banana, Futility Closet, 27 marzo 2020

• Leonardo Barichello, The last banana: A thought experiment in probability, TED-Ed,

 

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 ¿Quién se queda sin merendar? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La ‘reverosis’ de Pablo
2. Un juego de mesa para entender la irreversibilidad
3. El problema matemático de las cartas extraviadas

Josu Lopez-Gazpio Egunero jaten dugun azukreak menpekotasuna sortzeko ahalmen handia du. Osasunean duen eragina alkoholarenarekin pareka daiteke. Horixe esan zuten The toxic truth about sugar -azukrearen egi toxikoa- artikulua sinatu zuten Kaliforniako Unibertsitateko zientzialariek. Haien aburuz, alkohola zein azukrea kronikoki kontsumitzeak hainbat gaixotasun ekar ditzake: hipertentsioa, gibeleko eta bihotzeko gaitzak, obesitatea, pankreatitisa, eta abar. Oro har, nahiko argi daukagu denok azukrea ez dela ona -zein ondorio izan ditzakeen hain argi ez daukagun arren-, hortaz, zergatik ez dugu dietatik azukrea kentzen? Zergatik erakartzen digu hainbeste tarta batek, izozkiek, gozokiek, opil gozoek eta, aldiz, ez ditugu hain gustura jaten brokoliak, espinakak edo azak? Bada, litekeena da arrazoi ebolutibo bat egotea gozoarekiko dugun zaletasun madarikatu horretan.

1. irudia: Azukrearekiko zaletasunak arrazoi ebolutiboa izan dezake. (Argazkia: congerdesign – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Robert Lustig, Laura Schmidt eta Claire Brindis ikertzaileek 2012an Nature aldizkarian argitaratutako hitzek zalaparta handia sortu zuten eta, oraindik ere, eztabaida bizia dago. Esan zutenez, azukreak eta alkoholak antzeko eragina dute osasunean eta azukrearen kontsumoa murrizteko neurriak hartzea beharrezkoa da. Eztabaida piztuta dago eta, batzuek diotenez, azukrea ez da hain kaltegarria, obesitatea baizik. Besteek uste dutenez, aldiz, azukrea bera ia pozoitzat hartu beharko genuke. 2012ko artikuluak sortutako eztabaida baino lehen ere zientzialariek bazekiten azukrea ez dela ona osasunarentzat. Alabaina, azukrea erakargarriagoa da nutriente gehiago dituzten beste elikagai mota batzuk baino. Guretzat hain kaltegarria bada -azukreak kaloria hutsak besterik ez ditu-, zergatik gustatzen zaigu hainbeste?

Zientzialariak galdera horri erantzuna ematen saiatu dira behin baino gehiagotan, behatutako fenomenoetan oinarrituta. Lehen faktore nabaria hauxe da: heldu askok azukrea atsegin badute ere, ume gehienek –guztiek ez esateagatik– gozokiak eta jaki gozoak atsegin dituzte txikitatik. Bada, ikerketek berretsi dute hori horrela dela eta, gainera, haurrek elikagai gozoekiko duten lehenespena sortzetikoa dela. Ondorioztatu denez, gozoarekiko zaletasuna jaioberriek ere badute eta, bestalde, munduko kultura eta leku gehienetan errepikatzen den eredua da. Umeen kasuan, gainera, ez dago gozotasun mailaren mugarik. Hau da: helduen kasuan, edariekin frogatu da, esaterako, maila batetik gora edaria gozoegia dela eta ez dela hain gustukoa. Haurren kasuan, aldiz, mugarik ez dagoela ikusi da, alegia, edari batean posible den azukre guztia disolbatuta ere -disoluzioaren asetasun maila gaindituta- haurrek edaria atsegin dute.

Egia da azukrea, neurri batean, beharrezkoa dela; izan ere, energia-iturri gisa kaloria asko ditu. Energia hori beharrezkoa bada, azukreak eskaintzen ditu. Arazoa da behar baino kaloria gehiago hartzen badira azukrearen bidez. Haurren kasuan, baliteke azalpena hezurren hazkuntzan egotea. Hazten ari diren hezurrek hormonak jariatzen dituzte eta hormona horiek metabolismoan eragina izan dezakete. Beste hormona batzuek ere eragina dute, esaterako, jakina da intsulina eta leptina hormonek haurren garunean eragiten dutela jateko gogoari eraginez eta elikagai gozoak lehenetsiz.

Zein da, ordea, azukrea hainbeste maitatzeko arrazoia? Hasieran esan bezala, arrazoi ebolutiboetara jo behar da erantzuna aurkitzeko. Gizakion eboluzioaren lehen etapetan, kaloria gehien jaten zituzten gizabanakoek denbora luzeagoz bizirauteko aukera zuten eta, hortaz, haien geneak ondorengoei transmititzea probableagoa zen. Litekeena da frutaz elikatzen ziren gizakiak bizitza luzeagoa izatea barazkiez elikatzen zirenak baino; izan ere, frutek kaloria gehiago dituzte barazkiek baino. Frutak azukre kantitate handiagoak ditu eta, hortaz, barazkiak eta beste elikagai mota batzuk baino gozoagoak dira. Eboluzioaren, hautespen naturalaren eta denboraren poderioz, pixkanaka, elikagai gozoak lehenestea arrunta bilakatu zen: abantaila ebolutiboa zen.

Gaur egun ez gara bizi hasierako gizaki haien munduan eta, jakina, orain ez da abantaila ebolutiboa elikagai gozoak lehenestea. Hala ere, geneetan txertatuta daukagu ezaugarri hori eta, horrexegatik, sortzetiko ezaugarria da gozokiak jan nahi izatea. Gainera, askotan jaten dena ez da fruta -nutriente gehiago dituena-, azukre soila baizik -kaloria hutsak-. Egun ez dago arazorik kaloriak lortzeko eta, noski, gure bizitzak ez dauka zer ikusirik hasierako gizakien bizitzarekin: ez dauzkagu energia premia berak. Frutaren azukrea erauzten dugu, modu kontzentratuan beste elikagai batzuetan gehitzeko, hortaz, azukrea neurrigabe hartzeko arrisku handia dago. Arazo horri aurre egin behar diogu obesitate mailak -batez ere haurrena- murrizteko, baina, lehen pausoa azukre beharraren atzean dagoen kimika eta biologia ulertzea da.

Informazio gehiago:

• Why does sugar taste so god?, Sabrina Stierwalt, scientificamerican.com, 2020.
• La cocina y los alimentos, Harold McGee, Debate, 2017.
• Azukrea, toxiko gozoa, Ana Galarraga, zientzia.eus, 2013.

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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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Imagen: Wikimedia Commons

En nuestra introducción a los átomos vimos que los experimentos indicaban que el átomo consiste en un núcleo diminuto, cargado positivamente, rodeado de electrones cargados negativamente. Los experimentos sobre la dispersión de partículas pusieron de manifiesto que el núcleo tiene dimensiones del orden de 10-14 m. Dado que el diámetro de un átomo es del orden de 10-10 m, el núcleo ocupa solo una fracción muy pequeña del volumen de un átomo. Sin embargo, el núcleo contiene casi toda la masa del átomo, como también demostraron los experimentos de dispersión.

La existencia del núcleo atómico [1] y sus propiedades plantearon muchas preguntas similares a las surgieron al estudiar el átomo. ¿Está el propio núcleo formado por unidades aún más pequeñas? Si es así, ¿cuáles son estas unidades y cómo se organizan en el núcleo? ¿Qué métodos se pueden usar para obtener respuestas a estas preguntas? ¿Qué pruebas experimentales se pueden usar como guía?

El estudio de las propiedades y la estructura de los átomos necesitaba de nuevos métodos físicos. Los métodos que podían usarse para estudiar las propiedades de los cuerpos de tamaño ordinario, es decir, aquellos con dimensiones del orden de centímetros o metros, no podían proporcionar información sobre la estructura de los átomos. Es razonable esperar, por tanto, que aún sea más difícil obtener información sobre lo que sucede dentro del núcleo, que es una parte tan pequeña del átomo. Necesitaremos nuevos tipos de datos experimentales. Pero, previamente tendremos que saber qué datos buscar y cómo obtenerlos, por lo tanto, deben crearse nuevos modelos teóricos para ayudar a correlacionar y explicar los datos. En este sentido, el estudio del núcleo es otro paso más en el largo camino de lo muy grande a lo muy pequeño que corre paralelo al desarrollo histórico de las ciencias físicas.

Una de las primeras y más importantes pistas para comprender el núcleo ocurrió con el descubrimiento del fenómeno más tarde conocido como radiactividad a principios de 1896 por el físico francés Henri Becquerel. Fue otro de esos «accidentes» que ilustran cómo la mente entrenada y preparada puede responder a una observación inesperada. Solo 2 meses antes, en noviembre de 1895, Rontgen había descubierto rayos X. Al hacerlo, sin darse cuenta, había preparado el escenario para el descubrimiento de la radiactividad.

En este punto de partida comienza nuestro viaje al interior del núcleo, que concluirá con una comprensión de lo que son los isótopos, tan importantes en la ciencia, la tecnología y la medicina actuales, y las aplicaciones tecnológicas de nuestro conocimiento del núcleo atómico.

Se suele decir que el siglo XX fue el siglo del átomo, y es incorrecto. Todo el siglo XIX, que comienza con la propuesta atómica de Dalton, fue una búsqueda de la confirmación de la existencia de los átomos, una hipótesis que demostró su fortaleza en la química a partir de mediados del siglo. No, el siglo XX no fue el siglo del átomo, fue el siglo del núcleo.

Notas:

[1] El núcleo recibe este nombre por analogía con el núcleo de una célula viva.

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

El artículo El núcleo atómico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La carga del núcleo y el sistema de periodos
2. El modelo atómico de Rutherford
3. Rutherford: la radiactividad y el descubrimiento del núcleo atómico, por El zombi de Schrödinger