Sareko iturriak

Andrew era una figura muy extrovertida… mientras que Kathleen era muy tranquila y trabajaba en segundo plano. Así que no me sorprende en absoluto que gran parte del crédito por sus logros conjuntos se le dé a Andrew. Pero admitirían que trabajaron juntos constantemente.

Rick Bunt

La matemática Kathleen Booth contribuyó con su trabajo pionero al desarrollo de las primeras computadoras. Codiseñó uno de los primeros ordenadores operativos, escribió uno los primeros libros sobre diseño y programación de computadoras, creó el primer lenguaje ensamblador, investigó sobre la traducción del lenguaje natural y las redes neuronales, y cocreó el conocido como algoritmo de multiplicación de Booth. Como ha sucedido a otras muchas investigadoras, una figura masculina, aun sin pretenderlo, la eclipsó.

Kathleen Booth. Fuente: Microsoft.

 

Kathleen Hylda Valerie Britten (1922-2022) nació en Stourbridge (Inglaterra); era la segunda de los tres hijos de Gladys May Kitchen y Frederick John Britten, un inspector de impuestos.

En 1944 obtuvo un grado en ciencias con especialidad en matemáticas en el Royal Holloway College, centro en el que pudo estudiar gracias a una beca concedida por tres años.

Como a otras muchas mujeres, la Segunda Guerra Mundial le proporcionó una oportunidad de trabajo basado en la ciencia al margen de la enseñanza, a la que se las limitaba profesionalmente. Así, comenzó a trabajar como oficial científica junior en el Royal Aircraft Establishment en Farnborough; en este centro de investigación colaboró en la realización de pruebas estructurales en materiales que se utilizaron posteriormente en la fabricación de aeronaves.

Los tediosos cálculos cristalográficos

En 1946 Kathleen se unió a un grupo de investigación en cristalografía de rayos X en el Birkbeck College. El equipo estaba dirigido por el cristalógrafo John Desmond Bernal (1901-1971), secundado por el físico Andrew Donald Booth (1918-2009).

Desde 1943 Booth trabajaba en la determinación de estructuras cristalinas usando datos obtenidos por difracción de rayos X. Estas investigaciones requerían cálculos numéricos excesivamente largos y pesados por lo que decidió intentar automatizar el proceso desarrollando una computadora analógica. Kathleen se incorporó al equipo matemáticos de Booth en el Birkbeck College, trabajando con las imágenes obtenidas mediante cristalografía de rayos X y que contribuyeron al descubrimiento de la forma de doble hélice del ADN.

Kathleen y Andrew iniciaron una larga colaboración científica que duraría toda su vida. Britten obtuvo su doctorado en matemática aplicada en el King’s College de Londres en 1950 y, ese mismo año, se casó con Andrew Booth. El matrimonio tuvo un hijo y una hija.

Andrew Booth y Kathleen Britten. Fuente: International Union of Crystallography (Creative Commons).Diseñando y programando ordenadores

Kathleen y Andrew colaboraron en la construcción y programación de tres computadoras. Como físico e ingeniero electrónico, él se encargaba del diseño y ella, con una profunda formación matemática, de la parte de programación.

Booth diseñó entre 1947 y 1948 una computadora electromecánica, la ARC (Automatic Relay Calculator). No era un ordenador de propósito general; fue diseñado específicamente para hacer la síntesis de Fourier, uno de los pasos esenciales para determinar la estructura de un cristal. Aunque Andrew lo diseñó, fue Kathleen quien lo construyó y probó junto a la asistente de investigación Xenia Sweeting.

En esa época Kathleen creó un lenguaje simbólico para simplificar el proceso de programación de la máquina; lo denominó Contracted Notation (en General Considerations in the Design of an All-purpose Electronic Digital Computer, 1947). Se reconoce como el primer lenguaje ensamblador del mundo. Esta propuesta, que traduce unos y ceros en instrucciones legibles por seres humanos, supuso un gran avance en la programación de computadoras, que hasta ese momento se realizaba introduciendo bits individuales e incluso conectando y desconectando cables.

También diseñaron la máquina SEC (Simple Electronic Computer) entre 1948 y 1949.

En esa época Andrew y Kathleen crearon el llamado algoritmo de multiplicación de Booth, de interés en el estudio de la arquitectura de ordenadores.

Su máquina más conocida fue la APEC (All-Purpose Electronic Computer), diseñada en 1949. En 1951, la empresa British Tabulating Machine Company usó sus circuitos de hardware como base para el diseño de su computadora HEC 1 (Hollerith Electronic Computer).

Kathleen Britten y Xenia Sweeting. Fuente: International Union of Crystallography (Creative Commons).

 

Todo este trabajo llevó a Andrew y Kathleen Booth a publicar el libro Automatic digital calculators (1953).

Kathleen lideró el desarrollo de programas para la traducción automática en Birkbeck; en aquel momento se trataba de una propuesta pionera para unas máquinas que estaban pensadas para realizar cálculos numéricos. El 11 de noviembre de 1955, el Laboratorio de Computación de Birkbeck realizó una demostración pública de traducción automática. Kathleen Booth escribió en su computadora (en francés):

C’est un exemple d’une traduction fait par la machine à calculer installée au laboratoire de Calcul de Birkbeck College, Londres.

(Este es un ejemplo de traducción realizada por la máquina de cálculo instalada en el laboratorio de computación de Birkbeck College, Londres).

Y la computadora imprimió (en inglés):

This is an example of a translation made by the machine for calculation installed at the laboratory of computation of Birkbeck College, London.

En 1958 Kathleen publicó el libro Programming for an automatic digital calculator.

La etapa canadiense

El matrimonio Booth realizó un trabajo sobresaliente en Birkbeck College, aunque pensaban que no se les estaba dando el crédito que merecían. Andrew solicitó en varias ocasiones que se creara una Cátedra permanente en Ciencias de la Computación, pero se la denegaron, a pesar de tener incluso una fuente de financiación concedida para sostenerla. Por ese motivo, en 1962, ambos renunciaron a sus puestos en ese centro y decidieron emprender una nueva vida en Canadá.

Comenzaron enseñando e investigando en la Universidad de Saskatchewan hasta 1972 y después en la Universidad de Lakehead hasta su jubilación en 1978.

Kathleen se mantuvo activa en su investigación sobre redes neuronales y, en 1993, publicó el artículo Using neural nets to identify marine mammals junto a su hijo Ian. Fue su último trabajo publicado; tenía 71 años.

Andrew Booth falleció en noviembre de 2009, con 91 años. Kathleen lo hizo casi trece años después, con 100 años de edad. Hizo historia en la teoría de la computación aunque su nombre apenas sea conocido.

Referencias

• John J. O’Connor and Edmund F. Robertson, Kathleen Booth. MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews

• Sue Gee, Computer Pioneer Kathleen Booth Dies At Age 100, i-programmer, 30 octubre 2022

• Chris Putnam, Remembering a USask computing pioneer, College of Arts and Science, University of Saskatchewan, 6 diciembre 2022

• Kathleen Booth, Wikipedia

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 Kathleen Booth, la matemática pionera en programación que creó el primer lenguaje ensamblador se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Eremu zabaleko esperimentu batean berretsi dute eltxoek hainbat gizaki mota nahiago dituztela, besteak baino. Gorputzaren usaina giltzarri dela ikusi dute.

Mundu honetan non eta zein egoeratan jaio, horren araberakoa da gizakiaren patua. Halaxe izan dira gauzak historian zehar, eta, azken hamarkadetan egoera inoiz baino gehiago hobetu den arren, tamalez oraindik ere izugarri handiak dira gizakien artean dauden desberdintasun sozioekonomikoak. Kasurako, artikulu hau jatorrizko hizkuntzan —euskaraz— irakurtzen dutenentzat, eltxoen ziztadak, gehien-gehienetan, uda garaiko amorrazio bat baino ez dira izango.

Beste hainbat eta hainbat lagunentzako, berriz, amorrazioa baino askoz gehiago suposatu dezakete ziztada horiek. Izan ere, OME Osasunaren Mundu Erakundearen arabera, munduko populazioaren erdia bizi da malariaz kutsatzeko arriskua duten eremu geografikoetan. Erakunde horrek esku artean dituen zifrak arras esanguratsuak dira: kalkulatzen da 2021ean 247 milioi lagunek hartu zutela gaitza 85 herrialdetan; haietatik, urte horretan, 619.000 hil ziren.

1.irudia: Anopheles gambiae multzoko espezieak malariaren transmisoreak dira. Horregatik, aspalditik ikerketa askoren jomugan daude. (Argazkia: James Gathany / CDC)

Gaitz lazgarria da malaria, baina, beste hainbat ez bezala, ez da transmititzen pertsona batetik bestera. Aldiz, eltxoen bitartez zabaltzen da. Hortik dator ziztadekiko ardura berezi hori. Gauzak horrela, normala da ikerketa andana egin izana eltxo horiek eragindako gaitzaren transmisioa ahalik eta gehien mugatzeko.

Alabaina, horrelako ikerketak normalean laborategian egiten dira, ezagutza fidagarria jasotzeko ezinbestekoa baita inguruabar guztiak ongi kontrolatuta izatea. Bueltan, eta zenbait arlotan bereziki, horrek dakar laborategiko baldintzak oso urrun egon daitezkeela naturan ematen diren portaerarekiko.

Horretaz jakitun, Malaria Ikertzeko Institutuko zientzialari talde batek naturan ematen den egoera ahalik eta modu fidagarrienean erreplikatzeko ahalegina egin du. Horretarako, esperimentazio eremu zabala eratu dute Zambiako Choma eskualdean: 20 metro alde bakoitzeko, eta 2,5 metroko altuera duen area bat atondu dute. Orotara, 1.000 metro kubikoko eremua prestatu dute ikerketarako, “eskala espazial errealistagoa” lortu aldera, prentsa ohar batean azaldu dutenez. Alde nabarmena dago aurreko ikerketekin, gehienetan metro kubiko erdi baino gutxiagoko espazioetara probak egitera mugatu baitira.

Current Biology aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean azaldu dute prozesu osoa, eta baita ikasitakoa ere. Perimetroan zortzi kanpin denda jarri dituzte, eta horiek guztiak barruko kaiolarekin lotu dituzte, haizatutako hodi batzuen bitartez. Kaiolan estazio meteorologiko bat jarri dute ere, besteak beste, haize fluxuen gaineko kontrola eduki ahal izateko .

Eta bai, irakurleak aurreikusi ahalko duen moduan, giza akuiluak ere erabili dituzte, ziztaden jomuga gisa aritu daitezen. Dena dela, horiek ez dituzte jarri zuzenean eltxoen jomugara. Aldiz, hamar zentimetroko diametroa duten altzairuzko diskoak paratu dituzte, 35 °C-ko gradura berotu dituzte —giza azalaren tenperatura berdinera—, eta, kontrolatutako aire fluxu baten bidez erantsi diete diskoei denda bakoitzean jasotako usaina.

Sei gauez sei lagun lotan egon dira, bakoitza denda batean, eta beren gorputzen usaina bideratu dute kaiolaren erdian askatu dituzten Anopheles gambiae eltxoetara. Hauek malariaren bektore izan ohi dira, baina esperimentuan, noski, itxian hazitako eltxo garbiak erabili dituzte.

Esan beharrik ez dago pertsona horiek aldez aurretik gel eta xanpu mota berdina erabiliz garbitu zituztela beren buruak, eta, emaitzetan eraginik ez sortzeko, ez zituztela beste desodorante edo kosmetikorik erabili aurreko egunetan.

2. irudia: eltxoekin esperimentuak egiteko berariaz eremua berezia sortu dute Zambian. Modu horretan, egoera naturalera ahalik eta gehien hurbiltzen saiatu dira, datuak modu ziurrean hartzeko aukera mantenduz. (Argazkia: Julien Adam)

Konfigurazio honekin errepikatu nahi izan dute tropikoetako herrialde askotan ematen den egoera. Etxe baten barruan lotan ari diren gizakien usainak gora egiten du airean, eta teilatu hegaletatik askatzen denean, eltxoek usain hori hautematen dute.

Ezagutzen dira eltxoak erakartzen dituzten faktore orokorrak: beroa, gizakien kontraste bisuala hondoarekiko, arnasaren bitartez askatzen den CO2a eta giza gorputzari lotutako zenbait usain. Giza gorputzaren beroa, baina, 30 eta 50 zentimetro baino gehiagora ez da barreiatzen. Zeinu bisualak, berriz, 5 eta 15 metrora arte atzeman daitezkeela kalkulatu dute ikertzaileek. Baina CO2a eta giza gorputzari lotutako beste zenbait usain askoz gehiago zabaldu daitezke, tartean haizeak eraman ditzakeelako. Zientzialariek hor jarri dute oraingoan arreta berezia.

Lehenik eta behin berretsi dute beroa eta seinala bisualak berez ez direla nahikoak eltxoak erakartzeko. CO2a eta giza usaina egotea, ordea, nahitaezkoa da horretarako. Hasierako 30 minutuetan kanpin denda hutsetako airea baino ez dute bidali, eltxoen artean batere interesik piztu gabe. CO2 gasa erantsi dutenean, eltxoen interesa handitu da. Baina kanpin dendetan esperimentuetan parte hartu duten pertsonen usainaren airea gehitu bezain pronto biderkatu dira eltxoen erasoak, kamera infragorriaz jasotako irudien bidez ikusi ahal izan dutenez.

Sei gizakietatik, bereziki batek piztu du eltxoen apeta. Beste batek oso gutxi erakarri ditu eltxoak. Gainerako laurak, batez bestean ibili dira. Datuak aztertzerakoan, noski, alboratu dute tenperatura edo hezetasuna bezalako aldagaiak eltxoek erakutsitako portaera desberdin horren arrazoia izan daitekeela.

Alde horien zergatian sakontzeko, analisi kimikoak erabili dituzte, gizaki hauen usaina analizatuz. Orotara, parte hartzaile guztien gorputz usainean 36 konposatu kimiko identifikatu dituzte. Ziztada gehien erakarri dituen pertsonaren kasuan, besteak beste, azido karboxiliko lurrunkor gehiago aurkitu dituzte, eta baita azetoina gehiago. Azken honen kasuan, azaleko mikrobiomaren ondorio izan daitekeela uste da. Staphylococcus epidermidis eta Staphylococcus aureus bakterioek giza azalean azetoina sortzen duten bakterio garrantzitsuenak dira. Kontrara, eltxo gutxien erakarri dituen lagunarengan eukaliptol izeneko konposatuaren maila altuagoak aurkitu dituzte —gainerako parte hartzaileek zutena halako hiru—. Zientzialariek diotenez, konposatu hori landare jatorriko elikagaietatik zein zapore emaileetatik dator. Horrez gain, eukaliptola eltxo uxatzaileetan erabiltzen den konposatua da ere.

Datu hauetan abiatuta, etorkizunean zientzialariek sakondu nahi dute azaleko mikrobioma edo dieta bezalako faktoreek duten eraginean, modu horretan malariaren aurkako estrategia berriak abiatu ahal izateko.

Erreferentzia bibliografikoa:

Giraldo and Rankin-Turner et al. (2023) Human scent guides mosquito thermotaxis and host selection under naturalistic conditions. Current Biology. DOI: 10.1016/j.cub.2023.04.050

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Los datos reales pueden ser difíciles de obtener, por lo que los investigadores están recurriendo a datos sintéticos para entrenar sus sistemas de inteligencia artificial.

Un artículo de Amos Zeeberg. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

 

Ilustración: Kristina Armitage / Quanta Magazine

En un día soleado a fines de 1987, una camioneta Chevrolet circuló por un camino boscoso lleno de curvas en el campus de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh. El enorme vehículo, llamado Navlab, no destacaba por su belleza o velocidad, sino por su cerebro: era una versión experimental de un vehículo autónomo, guiado por cuatro poderosos ordenadores (para su época) en el área de carga.

Al principio, los ingenieros trás Navlab intentaron controlar el vehículo con un algoritmo de navegación, pero al igual que muchos investigadores anteriores, les resultó difícil dar cuenta de la amplia gama de condiciones de conducción con un solo conjunto de instrucciones. Así que lo intentaron de nuevo, esta vez utilizando un enfoque de inteligencia artificial llamado aprendizaje automático: la camioneta aprendería a conducir por sí misma. Un estudiante de posgrado llamado Dean Pomerleau construyó una red neuronal artificial, hecha de pequeñas unidades de procesamiento lógico destinadas a funcionar como células cerebrales, y se dispuso a entrenarla con fotografías de carreteras en diferentes condiciones. Pero tomar suficientes fotografías para cubrir la amplia gama de posibles situaciones de conducción fue demasiado difícil para el pequeño equipo, por lo que Pomerleau generó 1.200 imágenes sintéticas de carreteras en un ordenador y las usó para entrenar al sistema. La máquina autodidacta conducía tan bien como cualquier otra cosa que se les ocurrió a los investigadores.

Navlab no llevó directamente a ningún avance importante en la conducción autónoma, pero el proyecto mostró el poder de los datos sintéticos para entrenar los sistemas de IA. A medida que el aprendizaje automático mejoró en las décadas siguientes, desarrolló un apetito insaciable por los datos de entrenamiento. Pero los datos son difíciles de obtener: pueden ser costosos, privados o escasos. Como resultado, los investigadores recurren cada vez más a los datos sintéticos para complementar o incluso reemplazar los datos naturales para entrenar redes neuronales. “El aprendizaje automático ha estado luchando durante mucho tiempo con el problema de los datos”, afirma Sergey Nikolenko, director de IA en Synthesis AI, una empresa que genera datos sintéticos para ayudar a sus clientes a crear mejores modelos de IA. “Los datos sintéticos son una de las formas más prometedoras de resolver este problema”.

Afortunadamente, a medida que el aprendizaje automático se ha vuelto más sofisticado, también lo han hecho las herramientas para generar datos sintéticos útiles.

Un área en la que los datos sintéticos están demostrando ser útiles es para abordar las preocupaciones sobre el reconocimiento facial. Muchos sistemas de reconocimiento facial están entrenados con enormes bibliotecas de imágenes de rostros reales, lo que plantea problemas sobre la privacidad de las personas en las imágenes. El sesgo también es un problema, ya que varias poblaciones están sobrerrepresentadas o subrepresentadas en esas bibliotecas. Los investigadores del Mixed Reality & AI Lab de Microsoft han abordado estas preocupaciones y han lanzado una colección de 100 000 caras sintéticas para entrenar sistemas de IA. Estos rostros se generan a partir de un conjunto de 500 personas que dieron permiso para escanear sus rostros.

El sistema de Microsoft toma elementos de rostros del conjunto inicial para crear combinaciones nuevas y únicas, luego agrega un estilo visual con detalles como maquillaje y cabello. Los investigadores dicen que su conjunto de datos abarca una amplia gama de etnias, edades y estilos. “Siempre hay una larga cola de diversidad humana. Creemos y esperamos capturar mucho de eso”, explica Tadas Baltrušaitis, un investigador de Microsoft que trabaja en el proyecto.

Otra ventaja de las caras sintéticas es que el ordenador puede etiquetar cada parte de cada cara, lo que ayuda a que la red neuronal aprenda más rápido. En cambio, las fotos reales deben etiquetarse a mano, lo que lleva mucho más tiempo y nunca es tan consistente o preciso.

Los resultados no son fotorrealistas, las caras se parecen un poco a los personajes de una película de Pixar, pero Microsoft los ha usado para entrenar redes de reconocimiento facial cuya precisión se acerca a la de las redes entrenadas en millones de caras reales.

Un equipo de Microsoft creó estos rostros, y muchos miles más, utilizando un conjunto de datos reales. Los rostros sintéticos pueden parecer caricaturescos, pero pueden ayudar a entrenar las redes neuronales con la misma precisión que las fotos reales, con menos preocupaciones sobre la privacidad y la diversidad. Fuente: Microsoft

La capacidad de los ordenadores para generar datos sintéticos útiles también ha mejorado recientemente, debido en parte a mejores GPU, un tipo de chip diseñado para el procesamiento gráfico que puede producir imágenes más realistas. Erroll Wood, un investigador actualmente en Google que también ayudó a crear las caras sintéticas, se basó en las GPU para un proyecto de seguimiento ocular. El seguimiento ocular es una tarea difícil para los ordenadores, ya que implica seguir los movimientos mínimos de ojos de aspecto diferente bajo condiciones de iluminación variadas, incluso en ángulos extremos con el globo ocular apenas visible. Normalmente se necesitarían miles de fotos de ojos humanos para que una máquina aprendiese a dónde está mirando una persona, y esas fotos son difíciles de obtener y prohibitivamente caras.

El equipo de Wood demostró que un ordenador basado en una GPU y ejecutando Unity, un paquete de software para producir videojuegos, podía generar las imágenes necesarias, incluidos reflejos detallados de imágenes digitales cubriendo un ojo humano curvo y húmedo. El sistema GPU tardó solo 23 milisegundos en generar cada foto. (De hecho, cada imagen en realidad tardó solo 3,6 milisegundos en producirse; el resto del tiempo se dedicó a almacenar la imagen). Los investigadores produjeron 1 millón de imágenes oculares y las usaron para entrenar una red neuronal, que funcionó tan bien como la misma red entrenada con fotos reales de ojos humanos, por una fracción del precio y en mucho menos tiempo. Al igual que con las caras sintéticas de Microsoft, la red de seguimiento ocular se benefició de la capacidad del ordenador para aplicar etiquetas perfectas a píxeles de las imágenes de entrenamiento.

Los investigadores también están utilizando los últimos sistemas de IA para crear los datos necesarios para entrenar a los sistemas de IA. En medicina, por ejemplo, un objetivo durante mucho tiempo ha sido crear una red neuronal que pueda interpretar imágenes radiológicas tan bien como los radiólogos humanos. Pero es difícil obtener los datos necesarios para entrenar estos sistemas, ya que las radiografías y las tomografías computarizadas de pacientes reales son información privada de salud. Es muy trabajoso obtener acceso a los miles o millones de imágenes necesarias para entrenar un modelo verdaderamente preciso.

A principios de este año, Hazrat Ali, científico informático de la Universidad COMSATS de Pakistán, describió sus primeros experimentos con DALL·E 2, un popular modelo de difusión, para crear imágenes realistas de rayos X y tomografía computarizada de los pulmones, incluidas representaciones de afecciones pulmonares específicas. Estas imágenes se pueden usar para entrenar una red neuronal para detectar tumores y otras anomalías. Dentro de un año espera que los modelos de difusión establezcan un nuevo punto de referencia para las herramientas de radiología de IA. “Una vez que podamos sintetizar resonancias magnéticas, tomografías computarizadas y tal vez ultrasonidos más realistas, esto acelerará la investigación y, en última instancia, la transferencia clínica, sin generar preocupaciones sobre la privacidad de los pacientes y el intercambio de datos”.

Mientras Navlab avanzaba tímidamente por el campus de CMU, los espectadores probablemente no pensaran que estaban viendo el nacimiento de una tecnología importante. Pero ese lento viaje ayudó a presentar al mundo los datos sintéticos, que han asumido un papel clave en el desarrollo de la inteligencia artificial. Y ese papel puede volverse verdaderamente esencial en el futuro. “Los datos sintéticos han llegado para quedarse”, afirma Marina Ivasic-Kos, investigadora de aprendizaje automático de la Universidad de Rijeka en Croacia. “El final del juego es reemplazar completamente los datos reales con datos sintéticos”.

 

El artículo original, Neural Networks Need Data to Learn. Even If It’s Fake., se publicó el 16 de junio de 2023 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Las redes neuronales necesitan datos para aprender. Aunque sean falsos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Blanca Martínez

Mapa geologiko bat behatzen dugunean, arreta ematen duen lehen ezaugarria da ez duela inolako antzik jada ohikoak egiten zaizkigun mapekin eta planoekin; hots, mugikorrean edo GPSan ikusten eta bidaiatzen edo ezagutzen ez dugun lekuren bat bisitatzen ari garenean erabiltzen ditugunekin. Eta hala da, hain zuzen ere, ez dituztelako muga geografikoak irudikatzen, muga geologikoak baizik. Muga horiek oso modu berezian markatzen ditugu: kolore ezberdinekin, puntuen eta marren bilbeekin, eta ikurrekin, hala nola geziak, triangeluak edota zirkuluak. Hala, mapa geologiko batek marrazki artistiko baten antz handiagoa du, plano klasiko batena baino.

1. irudia: Espainiako lehen mapa geologikoa, Espainiako Mapa Geologikoaren Batzordeak egindakoa 1889aren eta 1893aren artean. 1:400.000 eskalan eginda dago, 64 orri edo zati indibidualizatu ditu, eta gaur egun Geomeatzaritzako Museoko korridoreetan dago ikusgai (IGME-CSIC, Madril). (Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)

Gure mapa geologikoa egiteko, mapa topografiko bat hartzen dugu oinarri. Horren gainean, zelaian identifikatzen ditugun arrokek, egiturek eta prozesu geologikoek duten adina kolorez margotzen dugu. Ondoren, kolore bakoitzean bilbe multzo bat gehitzen dugu, behatu dugun arroka zein motatakoa den adierazteko (kareharria, hareharria, granitoa, arbela…). Eta, azkenik, gure irudikapena ikurrekin osatzen dugu. Ikurrek material horiei eragin dieten egiturak eta prozesu geologikoak markatzen dituzte (tolesturak, hausturak edo arroken arteko kontaktua), baita zenbait puntu interesgarri ere, hala nola harrobiak, meatzeak edo ur gezako iturriak. Eremu baten historia geologiko guztia irudikapen grafiko oso ikusgarri batean islatu dugu horrela. Material horiek milioika urtean jasandako aldaketak interpretatzea baino ez zaigu falta.

Baina ez ditugu kolore eta ikur horiek edonola edo gure guk nahi bezala jartzen (edo gure sen artistikoa, nik gutxi izan arren); aitzitik, nazioartean ezarritako kode batzuei jarraitzen diegu. Kode horiei esker, Lurraren Zientzietan dihardugunok ikusten dugun edozein mapa geologikoren historia berreraiki dezakegu, baita gure ikerketa eremua munduko edozein lekutan kokatutako antzeko beste batzuekin erlazionatu ere. Adibide bat jarriko dizuet: Kretazeoko materialak kolore berde argiez margotzen dira, kareharria adreiluzko hormen antzeko bilbe baten bidez irudikatzen da, eta tolestura antiklinal bat markatzeko tolesturaren norabidea adierazten duen marra lodi bat eta kanpoalderantz seinalatzen duten geziak erabiltzen dira, adierazteko geruzak zein norabiderantz inklinatzen diren tolesturaren alde bakoitzean.

2. irudia: Espainiako eta Portugaleko mapa geologikoaren hamargarren edizioa, Espainiako Geologia eta Meatzaritza Institutuak (IGME-CSIC) argitaratua 2015ean. Espainiako plan kartografikoaren (MAGNA) emaitza da, eta Geomeatzaritzako Museoko korridoreetako hormetan dago ikusgai (IGME-CSIC, Madril). (Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)

Koloreen eta ikurren informazio hori guztia mapa geologikoaren ondoan jartzen den legenda batean dago. Bertan, halaber, mapan irudikatzen diren material geologikoen adina zehazten da eta haien deskribapen laburra azaltzen da. Modu horretan, edozein pertsonak, geologian aditua ez bada ere, bisitatzen ari den eskualdeko materialak ezagutu eta identifikatu ditzake.

Baina mapa geologiko baten legendak zerbait biziki garrantzitsua izan behar du: eskala. Gure mapan errealitatea irudikatzeko erabili dugun proportzioa adierazten du, bi punturen arteko distantzia mantentzeko moduan. Bi eskala mota aurki ditzakegu –mapen oinean azaldu ohi dira–:

• a) zenbakizko eskala, hots, bi zenbakiren arteko proportzioa, 1:10.000 gisakoa, zeinak adierazten baitu 1 cm, mapan, 10.000 cm dela errealitatean;
• b) eskala grafikoa, hots, marra edo laukizuzen bat eta zenbakiak, bai alboetan (adib. 0 eta 100 m), bai goialdean (adib. 100 m).

Mapako marrak edo ikurrak mundu errealean irudikatzen duen luzera adierazten du. Segur aski pentsatu duzue zenbat eta txikiagoa izan eskalan dagoen zenbakia, orduan eta xehetasun handiagoa izango duela gure mapak. Izan ere, gure marrazkiaren 1 cm errealitatean 2.000 cm badira, oso hedadura txikia hartzen duten aldaketa geologikoak sar ditzakegu. Alabaina, oso hedadura handiko eremuak kartografiatzean eta eskala handiagoa erabiltzean (esate baterako, eskala bat non 1 cm errealitateko 200.000 cm diren), xehetasun txiki horiek galduko ditugu eta material, prozesu eta egitura geologiko orokorrak soilik islatu ahalko ditugu.

Lan edo ikerketa geologiko bat egiten dugunean, lehenengo urratsa beti da eremuaren mapa geologikoa sortzea; izan ere, materialak eta horien historia geologikoa ezagutu behar ditugu inolako interpretaziorik egin baino lehen. Eta horrek landa laneko ordu asko eskatzen ditu: eremu osoa modu metodikoan igarotzea, arroken eta sedimentuen laginak jasotzea, materialen eta egitura geologikoen norabide eta inklinazio neurketak hartzea, eta gure koadernoetan marrazki eta ohar ugari egitea eta idaztea. Ondoren, datu horiek oinarri topografikoaren gainean irudikatu beharko ditugu, dela ohiko moduan, hots, ikusi dugun guztia eskuz marraztuz, dela modu digitalean, sartzen ditugun datuak eta behaketa puntuen koordenatuak irudikatzen dituzten programa informatikoak erabiliz.

Baina lan zaila eta neketsua izan arren, mapa geologikoei esker, milioika urteko historia zoragarriak ezagutzeaz gain (itsaso, sumendi edo oihan tropikaletara eraman gaitzakete), gure geografiako baliabide natural baliotsuenak eta beharrezkoenak ere ezagut ditzakegu.

Egileaz:

Blanca María Martínez (@BlancaMG4) Geologian doktorea da, Aranzadi Zientzia Elkarteko ikertzailea eta UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Geologia Saileko laguntzailea.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko martxoaren 30ean: Mapas geológicos, mucho más que lienzos de colores.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Foto: Alexander Grey / Unsplash

Una de las principales estrategias para crear nuevos nichos de negocio es crear necesidades en los consumidores, que antes no tenían, para convencerles de comprar productos nuevos. Artículos como freidoras de aire, café en cápsulas o robots aspiradora son ejemplos de ello. Sin embargo, en el sector de la higiene y de la salud, este método puede carecer totalmente de ética, al engañar a los consumidores haciéndoles pensar que tienen un problema, cuando no es así, para tratar de venderles su oportuna «solución» (que, en realidad, soluciona poco o nada). En ese sentido, la mayoría de las ventas de complementos dietéticos se origina a partir de esta ilusoria forma de mercadotecnia que lleva a implantar diversas creencias erróneas en la población general.

En el mundo de la higiene, múltiples empresas están empeñadas en implantar una idea clave entre las mujeres de las sociedades occidentales: «Tu vagina está sucia y huele mal si no la limpias». Por supuesto, las compañías que transmiten este mensaje buscan reforzar la venta de sus diversos productos dirigidos a «limpiar» la vagina: irrigadores, geles, soluciones, toallitas, cremas, jabones, perfumes… Sin embargo, esta estrategia publicitaria no solo es falaz, sino que también demoniza una parte del cuerpo de las mujeres, al tiempo que puede causar inseguridad a algunas de ellas sobre el estado higiénico de sus zonas íntimas.

En Canadá, un grupo de psicólogos lleva años prestando especial atención a este fenómeno, muy ignorado en diversos países. A través de diversas encuestas a mujeres, han llegado a las siguientes conclusiones: «Para muchas de nuestras participantes, conseguir la sensación de limpieza y frescura era una necesidad física subjetiva. Esta limpieza y frescura se veía como necesaria para las participantes que percibían consecuencias sociales como la estigmatización como posibles repercusiones por tener olor vaginal y flujo. Las ideas sobre limpieza y frescura no solo influían para usar productos de higiene vaginal, sino que también reflejaban mensajes sociales más amplios en torno a la higiene femenina genital como algo sucio, con fugas y vergonzoso. El uso generalizado de términos como limpieza y frescura en el marketing de productos de higiene vaginal beneficia más a las empresas que se lucran a través de la internalización en las mujeres de estos mensajes negativos sobre los genitales femeninos».

Los inútiles productos de limpieza vaginal

Los productos para la higiene de la vagina son, además de innecesarios, contraproducentes si se considera su anatomía y fisiología. Esta parte íntima de la mujer tiene su propia microbiota (mal llamada «flora»), compuesta principalmente por diversas bacterias del género Lactobacillus. Estos microorganismos se caracterizan por producir ácido láctico, lo que provoca un ambiente ligeramente ácido en la vagina, y protegen frente a la proliferación excesiva de bacterias y hongos patógenos mediante múltiples mecanismos. Además, ciertas especies de lactobacilos producen también agua oxigenada, lo que también contribuye a mantener a raya a microorganismos perjudiciales.

Los lactobacilos hacen que la vagina tenga un leve olor, bastante característico (como a leche ligeramente fermentada), que puede variar con la menstruación, sin que ello suponga en absoluto un problema de higiene o médico. Además de esto, la vagina tiene su propio mecanismo de limpieza, el flujo vaginal, a partir del cual se van eliminando restos de células y microorganismos, al tiempo que mantiene húmeda la zona y contribuye a prevenir las infecciones.

En ocasiones, ciertos cambios en el olor que procede de la vagina sí que puede hacernos sospechar que algo no va bien. Por ejemplo, si esta huele a pescado podrido y aparecen cambios en el flujo vaginal, junto a picores y escozor, existe una sospecha alta de infección vaginal y es necesario acudir al médico.

Los peligros de «limpiar» la vagina

Cuando se aplican con frecuencia duchas o irrigadores vaginales y otros productos dirigidos a «limpiar» la vagina en mujeres sanas se está actuando sobre un problema que no existe ya que es normal que esta zona tenga un ligero olor. Además, estos pueden alterar la microbiota normal de la vagina (al destruir a los lactobacilos o al arrastrar a microorganismos del exterior al interior de la vagina), así como también su pH y lubricación. A su vez, esta perturbación de las condiciones normales de dicha zona del aparato genital femenino incrementa notablemente el riesgo de aparición de sequedad y de infecciones genitourinarias por hongos y bacterias, lo que a su vez provoca mayor riesgo de sufrir enfermedades de transmisión sexual y enfermedad inflamatoria pélvica. Por otro lado, algunos compuestos de dichos productos (como fragancias) pueden irritar la vagina, que es especialmente sensible a ellos.

Una encuesta nacional realizada en Canadá, cuyos resultados se publicaron en 2018, sobre salud vaginal y prácticas higiénicas detectó que el 95 % de las mujeres usaba como mínimo un producto para la zona vaginal o sus alrededores. Los investigadores observaron que aquellas que usaban geles desinfectantes tenían un riesgo 8 veces mayor de sufrir infección vaginal por hongos y casi 20 veces más de padecer una infección por bacterias. Otras prácticas de higiene como las duchas vaginales o el uso de toallitas en esta zona también se asociaban con un riesgo considerablemente mayor de infecciones. Esta encuesta no permite establecer causas y efectos, pero sustenta la idea de que el uso de productos para la higiene de la vagina dista de ser beneficiosa.

Por supuesto, a diferencia de la vagina, la vulva sí necesita higiene, pero nada excesivo: agua y un poco de gel de ducha es más que suficiente para mantener la zona limpia. Los geles íntimos pueden ser recomendables para limpiar esta zona, pero nunca deberían aplicarse en el interior de la vagina.

Sobre la autora: Esther Samper (Shora) es médica, doctora en Ingeniería Tisular Cardiovascular y divulgadora científica

El artículo El mito de la vagina sucia que necesita limpieza se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Mahastizaintzan oso ohikoak dira tratamendu kimikoak. Hauek murrizteko edo ordezkatzeko balio lezaketen estrategia ekologikoen bila dabiltzate UPV/EHU eta IFAPA institutua buru dituen SEAWINES proiektuan. Honetan, alga inbaditzaile batek mahatsondoen defentsa-mekanismoak nabarmen aktibatzen eta indartzen dituela frogatu berri dute. Ikerketa gehiago behar badira ere ikusitakoa landa-eremuan berresteko, ikertzaileak baikor agertu dira alga horren estraktuak izan dezakeen etorkizunarekin.

2030. urterako nekazaritzan erabiltzen diren pestiziden % 50 murrizteko helburua jarria du Europako Batzordeak. Jakina da, bestalde, mahastizaintzan bereziki ugariak direla halako produktuak, ohikoak direlako askotariko organismoen infekzioak. Hala nola mildiua eta oidioa, biak ala biak onddoek eragindakoak. Hain zuzen, bi onddo horien kontrako “alternatiba estrategiko eta ekologiko bat bilatzeko asmoz, SEAWINES proiektua abiatu genuen orain dela urtebete pasa”, dio Iratxe Zarraonaindia Martinez UPV/EHUko Genetika, Antropologia Fisikoa eta Animalien Fisiologia Saileko Ikerbasque ikertzaileak.

Irudia: IFAPA institutuaren Rancho de la Merced zentroko mahasti bat (Jerez de la Frontera, Cadiz), non Ulva eta Rugulopteryx estraktuen inpaktua testazen ari baitira Tempranillo barietatean. (Iturria: UPV/EHU prentsa bulegoa)

Itsasoko makroalgak erabiltzea da proiektuaren asmoa. Azken urteetan gero eta gehiago erabiltzen dira algak nekazaritzan, frogatu baita hainbat alderditan eragiten dietela onura laboreei, hala nola haziak ernetzen, landareen hazkuntza eta osasuna areagotzen, eta ura eta elikagaiak xurgatzen hobetzen. SEAWINESen, bi algaren eragin bioestimulatzaile eta fungizida aztertzen ari dira: Ulva ohnoi, zeinaren onddoen kontrako potentziala dagoeneko ezaguna den, eta Asiatik etorri eta Mediterraneoaren itsasertzean izugarri zabaldu den Rugulopteryx okamurae alga inbaditzailea. Azkeneko horren “eragin babesleari buruz ez da azterketarik egin orain arte, baina ikerketa asko daude martxan alga horren erabilerak edo aplikazioak bilatzeko. Izan ere, ehunka tona alga erauzten dira Mediterraneotik urtero, eta oso interesgarria litzateke hori guztia nolabait baliaraztea”, azaldu du ikertzaileak.

“Gure apustua izan da begiratzea alga horien estraktu batzuek zer gaitasun duten landareen defentsa-mekanismoak aktibatzeko, pestiziden alternatiba gisa, onddo patogenoa datorrenean, landarea indartsuago egoteko”, zehaztu du Zarraonaindiak. Lehendabizi, negutegietan eta kondizio kontrolatuetan egin zuten azterketa. Zehazki, Neiker Ikerketarako eta Garapenerako Euskal Erakundearen berotegietan tratatu zituzten tempranillo barietateko mahatsondoak, hostoak alga-estraktu desberdinez bustiz: alde batetik, Ulva-tik erauzitako bi estraktu testatu ziren, eta bestetik, Rugulopteryx-etik erauzitako beste bi. Zenbait landarek ura besterik ez zuten jaso, kontrol gisa.

Tratamenduen ondoren, hosto-laginak hartu eta analisi ugari egin zituzten tratamendu bakoitzaren eragina aztertzeko. Honela laburbildu du ikertzaileak aurkitutakoa: “Emaitza positiboenak Rugulopteryx okamurae alga inbaditzailetik ekoitzitako estraktuetako batekin lortu genituen. Ikusi genuen estraktu horren tratamenduaren ondorioz landarean areagotu egin zirela, besteak beste, erresistentzia-geneen espresioa eta entzima antioxidatzaileen jarduera. Hostoen gainazaleko mikrobiotan, halaber, behatu genuen landareari kontrol biologikoan lagungarri zaizkion onddo batzuk ugariagoak zirela Rugulopteryx-en estraktua jaso zuten landareetan”.

Lortutako emaitzek ez dute ezustean harrapatu Zarraonaindia. “Azken batean, espezie inbaditzaile bat izanik, pentsatzekoa da gaitasun edo ezaugarriren bat izango duela hainbeste aurrera egiten lagunduko diona, bai eta beste espezieak hain eraginkortasun handiz desplazatzen ere”.

Kondizio errealetan emaitzak berresteko lanetan

“Zirraragarritzat” jotzen ditu ikertzaileak lortutako emaitzak, nahiz eta jakitun izan “lehen emaitzak bakarrik” direla. Hiru urteko proiektua da SEAWINES, eta alga inbaditzailearen potentzialaren neurketa ahalik eta osoena izateko helburuz, negutegi-kondizioetan lortutako emaitzak landa-kondizioetan berresteko lanetan hasi dira: “Jerez eta Errioxako mahastietan testatuko ditugu alga-estraktuak, tokian tokiko kondizioetan. Gainera, ardogintzaren fase guztietan egingo dugu eraginaren jarraipena, hau da, ikusi nahi dugu bioestimulazioaz eta onddoen kontrako eraginaz aparte zer eragin duten tratamendu hauek mahatsaren eta ardoaren kalitatean”, argitu du.

“Gogotsu gaude Rugulopteryx algak zer erabilera izan dezakeen ikusteko. Izugarria litzateke ingurunetik kendu eta mahastizaintza indartzeko baliatzea; ekonomia zirkularraren primerako adibidea litzateke”, dio bukatzeko.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Itsasoko alga inbaditzaile baten estraktua mahatsondoen defentsa-mekanimoen akuilu.

Erreferentzia bibliografikoa:

Zarraonaindia, Iratxe; Cretazzo, Enrico; Mena-Petite, Amaia; Díez-Navajas, Ana M; Pérez-López, Usue; Lacuesta, Maite; Pérez-Álvarez, Eva Pilar; Puertas, Belén; Fernandez-Diaz, Catalina; Bertazzon, Nadia; Cantos-Villar, Emma (2023). Holistic understanding of the response of grapevines to foliar application of seaweed extracts. Frontiers in Plant Science 14. DOI: 10.3389/fpls.2023.1119854

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Foto: Jozsef Hocza / Unsplash

Imagino que la mayoría de nosotros ha participado en alguna actividad física —trabajo o deporte— en que ha acompañado con música el ritmo de la actividad. Incluso quien no lo haya hecho seguramente habrá visto películas en las que grupos de personas trabajan en concierto al son de alguna pieza musical o de algún canto. Y los atletas de alto nivel recurren a menudo a escuchar música durante los entrenamientos o en las pruebas físicas. Al proceder de esa forma se siente menos cansancio. La música y el canto hacen más llevadera la actividad física.

La cuestión es si esa menor sensación de cansancio obedece a que la música o el canto ayudan a prestar menos atención a la señal propioceptiva (recepción sensorial de la situación propia) de fatiga o, además de ese efecto de distracción, hay otro sobre la misma señal de cansancio. Este fenómeno se ha estudiado mediante experimentos en los que se han comparado las sensaciones de personas que estaban escuchando música mientras hacían algún ejercicio físico en condiciones normales con las de otros para quienes era muy difícil, por no decir imposible, que la música les distrajese de la sensación de cansancio, dado que en todo momento se les hacía ser conscientes de la actividad que realizaban.

Los investigadores generaron una condición experimental –a la que llamaron musical agency– en virtud de la cual los participantes modulaban sonidos musicales mediante la ejecución de movimientos corporales. Con ese propósito equiparon máquinas de entrenamiento con sensores que servían para modular la generación de sonidos musicales. De ese modo, en la condición experimental (agencia musical) los participantes se podían expresar musicalmente a través de sus movimientos en la máquina de fitness. Esos individuos eran conscientes en todo momento de la actividad que realizaban, por lo que se supone que el antes citado efecto de distracción no se producía.

Quienes participaron en el grupo de agencia musical experimentaron menor sensación de agotamiento físico que los que escucharon música de forma pasiva. Y esa menor sensación de cansancio no se correspondió ni con una menor fuerza ejercida ni tampoco con un menor gasto metabólico, aunque en este último caso la diferencia entre las dos condiciones se encontraba en el límite de la significación estadística. Como he señalado antes, en ese diseño experimental la percepción propioceptiva es esencial para decidir qué música crear; esto es, a la hora de decidir cómo interactuar con la máquina de fitness, qué frecuencia de movimientos hacer o qué fuerza ejercer, la sensación de cansancio es un elemento esencial, por lo que los participantes no pueden distraerse de esa sensación. Por lo tanto, la menor sensación de cansancio que se experimenta al practicar alguna actividad física mientras se oye o se produce música no se debe solo a la distracción que proporciona esta, sino que dicho efecto tiene entidad propia.

Lo que no parece fácil es atribuir ese efecto a unas causas inmediatas concretas. Los autores de la investigación han sugerido que la condición de agencia musical puede implicar una mayor sincronización entre la estructura musical y los movimientos, y que eso facilite la ejecución de estos porque una mejor coordinación puede conllevar menor esfuerzo. También plantean la posibilidad de que en esa condición sea mayor la capacidad de predecir los tiempos precisos de la ejecución de cada movimiento y que eso tenga algún efecto en la representación en la corteza cerebral de la propiocepción, contribuyendo a reducir la sensación de cansancio.

Por otro lado, quizás la música ejerza un efecto relajante, lo que supondría que la tensión muscular sería menor y ello permitiría una oxigenación más eficiente; esto último explicaría la diferencia (aunque sin alcanzar la significación estadística requerida) en el gasto metabólico entre la condición activa y la pasiva. Tampoco parece que el efecto observado sea debido a que se percibe de forma diferente el cansancio de las contracciones musculares isotónicas (las que generan trabajo) y de las isométricas (las que no lo generan, como cuando empujamos una pared o tratamos de levantar una carga con la que no podemos). Ambas formas de contracción ocurren durante la realización de tareas físicas y podría ser que las isométricas dieran lugar a menos cansancio, pero ese extremo también se comprobó experimentalmente y no fue el caso. En definitiva, no están claras las razones por las que la condición de agencia musical genera menor sensación de cansancio e incluso comporta, quizás, un menor gasto metabólico, aunque la fuerza ejercida sea la misma.

La producción de música (agencia musical) es un aspecto esencial de la mayoría de los rituales y de muchas actividades laboriosas en las sociedades humanas. No es raro que la gente, cuando se reúne para celebrar algo, recurra a la música y la danza como forma de expresión. Tampoco lo es que el desempeño de trabajos colectivos, especialmente si son físicamente exigentes, vaya acompañado de canciones cantadas a coro, a veces acompañadas por instrumentos musicales. Pues bien, el hecho de que la actividad musical module, reduciéndolo, el sentido de cansancio o de agotamiento habría facilitado, en nuestra evolución y en el desarrollo de la civilización humana, ese tipo de actividades que suelen estar integradas en un contexto que implica producción musical, especialmente en las sociedades tradicionales.

Fuente: T. H. Fritz, S. Hardikar, M. Demoucron, M. Niessen, M. Demey, O. Giot, Y. Li, J.-D. Haynes, A. Villringer, M. Leman (2013): “Musical agency reduces perceived exertion during strenuous physical performance” PNAS 110 (44): 17784–17789.

Para saber más:

La música, en el electroencefalograma

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

El artículo La música alivia el cansancio físico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Klima-aldaketa

Lur gogorretako mikroorganismoak inokulatzeak landareen erresilientzia handitzen du klima-aldaketaren aurrean. Lurzoru zailak deitzen zaie oso hotzak, lehorrak, edo beroak diren substratuei, landareek bertan hazteko zailtasunak baitituzte. Alabaina, badaude lortzen dutenak, eta landare horiek lurzoruko mikroorganismoei esker eskuratzen dituzte hazteko behar dituzten mantenugaiak. Honen harira, ikerketa honetan frogatu dute mikroorganismo horiek, beste leku batzuetan txertatuta, toki horietako landareei mantenugaiak lortzen laguntzen dietela. Ikertzaileek pentsatzen dute aurkikuntza hori oso baliagarria izan daitekeela klima-aldaketaren eraginen aurrean landareek erresilientzia handitzeko. Azalpenak Elhuyar aldizkarian.

Munduan gero eta urtegi gehiago daude baina gero eta hutsago. Ondorio horretara iristeko mundu osoko urtegietako erreserben hogei urtetako bilakaera aztertu dute satelite irudiak erabiliz. Ikusi dute ur erreserbak urtean 28 km3 inguru handitu direla, urtegi berriak eraiki direlako, baina, orotara, urtegien edukieraren eta gordetzen duten uraren arteko proportzioa gero eta txikiagoa da. Gainera, ikusi dute Hego Amerikako eta Afrikako urtegietako erreserbak direla gehien jaisten ari direnak, eta Ipar Amerikan eta Europan, berriz, oro har, gero eta beteago daudela urtegiak. Datuak Elhuyar aldizkarian: Munduko urtegiak: gero eta gehiago, baina gero eta hutsago.

Produktuen prezioan karbono-tasa agerian jartzeak kontsumitzaileek gehiago erostea eragiten du. Hala frogatu dute UPV/EHUko Ekonomia eta Enpresa Fakultatean egindako zenbait esperimentuk. Beraz, espero zenaren kontrako emaitza lortzen da kontsumitzaileari zergaren kostua agerian jartzen bazaio. Ikertzaileen ustetan, emaitza paragojiko honen azalpena izan daiteke kontsumitzaileek zerga ordaintzea positibotzat jotzen dutela, eta moduren batean moralki justifika dezaketela produktu kutsagarriak erostea, gehiago ordaintzearen truke. Informazio gehiago Zientzia Kaieran: Produktuetan karbono-tasa erakustearen eragina.

Astronomia

3200 Phaethon izeneko asteroidea 6 km-ko diametroa duen gorputz txiki bat da, eta 1983ko abenduan aurkitu zen. Asteroideen barruan, Phaethon asteroide aktiboenen kategorian dago, Eguzkira gerturatzean kometek duten antzeko adats bat garatzen baitu. Azterlan berri baten arabera, adatsaren osagai nagusia gas egoeran dagoen sodioa da. Ikertzaileen esanetan, asteroidea Eguzkitik gertuen dagoenean azalaren tenperatura altuen ondorioz eratzen da adats hori. Datuak Zientzia Kaieran: Phaethonen adats bitxia.

Entzelado izeneko Saturnoren ilargian fosforoa aurkitu dute, eta horrek bizia izateko probabilitatea handitu du. Cassini zundak lortutako datuen arabera atera dute ondorio hori. Lurrean dugun bizitza-motarako karbonoa, hidrogenoa, nitrogenoa, sufrea, oxigenoa eta fosforoa dira elementu gakoak; lehen bostak aurkitzea nahiko arrunta da, baina fosforoa oso urria da espazioan. Elementu horren presentziaz gain, Entzeladok baditu bizitza izateko beste ezaugarri garrantzitsu batzuk. Besteak beste, konposatu organikoak aurkitu izan dituzte, baita jarduera bolkanikoaren zantzuak eta ur likidoarena, azaleko izotz-geruzaren azpian. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Hizkuntzalaritza

Kristina Bilbao hizkuntzalariak egitura bihurkari eta elkarkarien inguruan hitz egin du Zientzia Kaieran. Egitura bihurkariek norbere buruari erreferentzia egiteko balio dute, eta egitura elkarkariek, bestalde, elkarrekikotasun harremana adierazten dute. Euskaraz, bi motatako egitura bihurkari eta elkarkariak eraiki daitezke: iragankorrak edo bi argumentudunak, eta iragangaitzak edo argumentu bakarrekoak. Honen inguruan, euskarak badu berezitasun bat: egitura bihurkari eta elkarkari iragangaitzak ere sor daitezke. Halakoa da, adibidez, (ni) ispiluan ikusi naiz egitura. Hipotesi nagusiaren arabera, boz izeneko mekanismo bati esker hasi zen egitura honen erabilera. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Egitura bihurkari eta elkarkari iragangaitzak euskaraz.

Bilogia

Adrian Bozal-Leorri Ingurumen-agrobiologian doktorea (UPV/EHU, UPNA/NUP) eta gaur egun Margarita Salas doktoratu ondoko kontratu batekin ari da garien onurak ikasten. Udako Euskal Unibertsitateko webgunean egin dioten elkarrizketan nitrifikazioaren inhibitzaile biologikoak (BNI) sortzeko gaitasuna duten gari berriei buruz azalpenak ematen ditu.

Zoologia

Orain arte, pentsatu izan da oskoldun arrautza giltzarri izan zela ornodunek uretatik lehorrera egiteko. Bada ikerketa batek, 51 espezie fosil eta 29 espezie bizi aztertuta, ondoriozta du lehorreko ornodunen lerro ebolutibo nagusien (narrasti, hegazti eta ugaztun) arbasoek ez zutela arrautzarik jartzen, eta enbrioiak amaren barruan garatzen zirela. Azalpenak Elhuyar aldizkarian

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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Cómo influyen los parásitos en el comportamiento de los animales, cómo se modifica la conducta de las madres mamífero o cuáles son las enfermedades que nos afectan y desde cuándo hemos desarrollado comportamientos funerarios ante la muerte son algunos de los aspectos que se analizarán en la V Jornada Nacional sobre Evolución y Neurociencias.

Especialistas en ambas materias se reunirán el 11 y 12 de mayo en una nueva edición conducida por Eva Garnica y Pablo Malo, psiquiatras y miembros de la Red de Salud Mental de Bizkaia, y organizada por esa misma entidad y la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

La jornada, cuya primera edición se celebró en 2017, se ha convertido en una cita imprescindible para las y los expertos en ámbitos como la psiquiatría, la psicología o la biología. Una jornada que sirve para analizar el comportamiento humano desde un punto de vista evolucionista y divulgar de un modo accesible para todos los públicos.

Si tus ritmos internos, lo que se conoce como reloj circadiano, no están ajustados al mundo exterior y tus necesidades de interacción con él, tienes un problema serio. Mariana Astiz nos lo cuenta en esta charla.

Mariana Astiz es Investigadora Ikerbasque en Achucarro donde investiga sobre la fisiología circadiana de las neuronas y las células glia. Doctora en bioquímica por la Universidad de La Plata (Argentina), ha desarrollado su carrera investigadora en esta misma institución, además del Instituto Cajal – CSIC y la Universidad de Lübeck (Alemania).

 



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo ¿Tienes tu reloj (circadiano) en hora? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Eric Smalley, TCUS; Biodiversity Heritage Library/Flickr; Taymaz Valley/Flickr, CC BY-ND

Botika ezagun bati aplikazio berriak aurkitzea oso ondo dago. Repurposing ponatinib for ALT-specific minority types of recurrent tumors José R. Pinedak egina

Pentsaezina zen duela urte batzuk. Lotura kimiko bat zehaztasun harrigarriz nola hausten den “ikustea” lortu dute: Tracking C–H bond activation with unprecedented resolution

Sare sozialak, fake newsak eta biztanleria orokorraren irizpide kritikorik eza (komunitate zientifikoa barne) konbinatuz gero, hori guztia modu pertsonalizatuan erabiliz adimen artifizialak lor dezakeena dardarka hasteko da. How artificial intelligence language models could take over elections

Propietate kuantiko topologikoetan oinarrituta, erabilera teknologikoko materialak diseinatzeko gai izateak ez du misteriorik DIPCko jendearentzat: Engineering high Chern number materials

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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Foto: Alexander Krivitskiy / Unsplash

Según el último informe sobre la situación mundial de la salud bucodental publicado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), el 45 % de la población mundial sufre alguna enfermedad oral. Argumento de sobra para que visitemos periódicamente al dentista.

Ya sea para hacernos una revisión y limpieza, o como consecuencia de caries y ortodoncias, hacemos bien en preocuparnos por la salud de nuestra boca, porque es un reflejo de nuestra salud general. Y viceversa: el estado de nuestros dientes, encías y boca afecta a otros sistemas del organismo. Esta conexión bidireccional es objeto de estudio por parte de profesionales de la salud de diversas especialidades, incluida la salud mental.

Estrés, depresión y autismo pueden afectar a la salud oral

En general, las personas con enfermedades mentales tienen peor salud bucodental, con mayor pérdida de dientes, necesidad de empastes o enfermedad de las encías. ¿A qué se debe esta interrelación entre salud mental y boca?

Son varios los factores que pueden estar implicados. Por un lado, el estrés y la ansiedad nos llevan a apretar los dientes. El bruxismo provoca un desgaste y movilidad de los dientes, y sobrecarga los tejidos.

En caso de depresión experimentamos falta de motivación, aislamiento social, baja autoestima, fatiga o cansancio y pérdida de interés por actividades habituales. Esta sintomatología puede afectar negativamente a la salud oral, ya que se presta menos atención a la higiene y el autocuidado de la boca.

En cuanto a los trastornos de la conducta alimentaria, como la bulimia o la anorexia, también se reflejan en la boca: una dieta deficitaria o los ácidos de los vómitos provocan que el esmalte dental se debilite y aparezcan más caries.

Las personas con esquizofrenia padecen más patología oral (enfermedad de las encías, mayor pérdida y necesidad de empastes de los dientes) asociada al abuso de tabaco, alcohol y drogas, al descuido de la higiene oral, al comportamiento evasivo y a la dieta rica en azúcares.

En el caso de las personas con trastorno del espectro autista, la dificultad para tolerar el cuidado de la boca, tanto en casa como en la consulta del especialista, poca cooperación o problemas de comunicación son factores que podrían favorecer el deterioro de la salud oral.

Medicamentos que producen sequedad de boca

¿Afectan a la salud oral los tratamientos frente a las enfermedades mentales? La respuesta es sí. Aunque los medicamentos que utilizamos para tratar las enfermedades mentales mejoran significativamente la calidad de vida de los pacientes no están exentos de efectos adversos, y algunos de ellos afectan a la boca.

Uno de los efectos indeseados a nivel oral más frecuente es la modificación de la producción de saliva. Los fármacos que utilizamos para tratar la depresión, la ansiedad o la esquizofrenia disminuyen el flujo salival (xerostomía). Esta sequedad de boca afecta a la ingesta de alimentos y al habla, facilitando además la aparición de infecciones. Afortunadamente, la sequedad de boca producida por los medicamentos es reversible y desaparece al terminar el tratamiento.

Otras alteraciones orales causadas por la medicación empleada en el tratamiento de las enfermedades mentales son las alteraciones del gusto, los movimientos involuntarios de la boca y de la lengua (discinesias orales), las úlceras, así como la enfermedad y/o agrandamiento de las encías.

Mens sana in corpore sano: empecemos por la boca

En general, tenemos interiorizada la necesidad de mantener unos dientes fuertes y saludables, cepillándolos tras las comidas, y acudiendo a la consulta odontológica con cierta regularidad. Estos buenos hábitos, además de evitar enfermedades dentro y fuera de la boca, preservan la buena salud oral, que favorece un estado mental positivo, refuerza la autoestima y mejora nuestro bienestar.

Además de permitirnos sonreír abiertamente.

Sobre las autoras: Nerea Jauregizar, Profesora agregada del Departamento de Farmacología, UPV/EHU; Leire Urien, Odontóloga doctoranda en farmacología, UPV/EHU, y Teresa Morera Herreras, Profesora agregada del Departamento de Farmacología, UPV/EHU

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

El artículo La poco conocida relación entre la boca y la salud mental se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Rosa M. Tristán

COVID-19aren pandemiaren lehenengo asteetan ia egunero entzuten zen «antigorputz» hitza, gizakion immunitate sistemaren parte diren proteina horiek, kanpoko mikroorganismo inbaditzaile askorengandik –hala nola birusak eta bakterioak– babesten gaituztenak. Marian Elliot Koshland (1921-1997) biologo iparramerikarrak, hurbilekoentzat Bunny izenaz ezaguna, goitik behera aldatu zuen antigorputzen funtsezko eginkizunari buruz zegoen ezagutza. Aitzindaria izan zen, eta XX. mendeko ikertzaile handienetako bat izatera iritsi zen.

Nobel saridun baten akatsak zuzentzen

1950eko hamarkadan Marian zientziaren munduan agertu zen arte, Linus Pauling Nobel saridunaren azalpena erabiltzen zen antigorputzek mikroorganismoei aurre egiteko zuten moldagarritasun harrigarria ulertzeko. Horren arabera, antigorputz guztiak proteina berbera ziren, eta mikrobio jakin bati hurbiltzean haren formari atxikitzen zitzaizkion, horri aurre egiteko. Hala uste izan zen, harik eta gure bakteriologo gazteak untxiekin egindako lanari buruzko hitzaldi bat egin zuen arte, Biologia Esperimentaleko Elkarte Estatubatuarren Federazioaren aurrean. Bunnyk ezberdintasunak antzeman zituen antigorputzen aminoazidoen artean; ondorioz, Paulingek zioenaren kontra, guztiak ez ziren berdinak, eta hori zen haien eraginkortasunaren gakoa.

1. irudia: Marian Elliot Koshland (1921-1997) biologo iparramerikarra zen. (Iturria: Mujeres con Ciencia)

Kontatzen dutenez, zalaparta handia sortu zen hitzaldiaren ondoren. Emakume ia ezezagun batek nolatan gezurtatu zezakeen Nobel saridun bat? Marian, ordea, ez zen kikildu. Galderak banan-banan erantzun ondoren, lankideen mesfidantzak deuseztatu zituen, urratsez urrats azalduz emaitza hori lortzeko erabili zituen metodo zehatzak. Azkenean, diotenez, denak altxatu egin ziren, eta txalo zaparrada handia eskaini zioten. 40 urte geroago, berebiziko garrantzia izango zuen ere genetika, biokimika eta immunologia lotzen dituen ikerkuntzan.

Marian Elliot 1921eko urriaren 25ean jaio zen New Havenen (Connecticut, AEB). Bere ama Margrethe Schimidt zen, daniar jatorriko irakaslea, eta aita, Walter Elliott, Hegoaldeko Konbentzio Baptistako erreminta-saltzailea zen. Aita oso zorrotza zen, ez zegoen zigor fisikoen aurka, eta aurreiritzi arrazista handiak zituen.

Zorte ona?

«Zorte hutsak eraman ninduen immunologo izatera», esan zuen emakume izugarri adimentsu honek zenbait hamarkada geroago, nahiz eta drama familiarrez zipriztindutako zortea izan.

Lau urte baino ez zituela, bere anaiak sukar tifoidea harrapatu zuen. Ondorioz, Bunny auzoko neska gazte batzuekin bizitzera joan zen, eta haiek oso serio hartu zuten bere heziketa. Gaixotasunaren ondorioz, asko ahuldu zen bere anaiaren immunitate sistema, eta, hortaz, infekzioak har ez zitzan, Marianek urtebeteko berrogeialdia egin behar izan zuen etxean, aitaren heziketa zorrotzaren menpe. Haren hitzetan: «Azkenean, eskolara joateko baimena eman zidatenean, argi zegoen auzokoen eta aitaren tutoretzak nire adinkideen aurretik jarri ninduela, eta segurtasun horri esker argi nuena are argiago ikusi nuen, alegia, ikastea zela ondo egiten nuen gauza bakarra».

Bigarren zorte kolpea bigarren hezkuntzan izan zuen. Bertan hiru haur juduren lagun egin zen; bere familian baino giro ikasiagoa zuten, eta, haiei esker, bere ezagutzak areagotu zituen. 1930eko hamarkadako depresio ekonomikoan bete-betean, antzerkira eta operara joaten zen haiekin, baina baita Chinatown eta antzeko lekuak esploratzera ere. «Elektronika egiten bazuten, nik ere bai; nota ona ateratzen bazuten, nik ere bai; eta metro bateko suge hertsatzaile bat hartzen bazuten, nik ere egin behar nuen», adierazi zuen testu autobiografiko batean. Bitartean, aitaren anbizioa zen «dama» bihur zedin, hau da, etxekoandre on bat, baina bere lagunek intelektualki akuilatzen zuten. «Horrela, ihes egin nuen neskato bat izatearen ohiko presioetatik».

Ikasketak egin nahi zituenez baina bere familiak urrutira bidaltzeko dirurik ez zuenez, Vassar College aukeratu zuen, New Yorkeko Poughkeepsie herriko unibertsitate pribatu bat, bertan beka bat lor zezakeela esan baitzioten. Gastuak ordaintzeko, idazkari lanetan aritu zen. Eta orduan iritsi zitzaion hirugarren zorioneko zirkunstantzia: bertan zeraman bigarren urtean Catherine Dean irakaslea iritsi zen, immunologian espezializatua, eta patogenoei aurre egiteko gai zieten antigorputzen ikerketaren jakin-mina piztu zion (bere ibilbidearen erdigune bihurtu ziren).

Baina Vassar ez zen berarentzako lekua. Hala, gau batean Chicagora zihoan autobus bat hartu zuen, eta Medikuntzan matrikulatu zen hango unibertsitatean. Geroago, bakteriologian espezializatu zen. Hain zuzen ere, Bigarren Mundu Gerran, Chicagoko Unibertsitatea tropen gaixotasunak kontrolatzeko ikerketa zentro bihurtu zen, eta, gainera, bonba atomikoaren garapenean parte hartu zuen. Izan ere, ikasketak egin bitartean, Marian lanean aritu zen Ekialde Urrunean zeuden tropak koleratik babesteko ahotiko txertoa ikertzen zuen taldearekin. Talde horrek aurkikuntza garrantzitsuak egin zituen antigorputzei buruz, eta horiek geroago baliatu ziren poliomielitisaren aurkako ahotiko txertoa garatzeko.

Ezkontza Levi Straussen oinordekoarekin

1943an lizentziatu zen Chicagon, eta bertan ezagutu zuen ere Daniel E. Koshland Jr. biokimikaria eta Levi Strauss XIX. mende amaierako lehen galtza bakeroen sortzailearen fortunaren oinordekoa. Danielekin, 1945ean, urtebete eman zuen Tennesseen arma nuklearrek sortutako erradiazioaren ondorio biralak ikertzen, Manhattan Proiektuaren barruan. Hurrengo urtean ezkondu ziren, eta Chicagora itzultzea erabaki zuten. Bertan, Immunologian doktoratu zen Marian hiru urte geroago. 28 urte zituen.

Lekukotza batek testuinguruan kokatzen du zeinen zaila zen garai hartan Bunnyrentzako eta beste emakume batzuentzako ibilbide akademiko bat egitea, aurretik lan zientifikoa egin arren. Bere koinatuak kontatu zuen Marianen irakasleak ez ziola doktoregoa eman nahi garai hartan haurdun zegoelako, eta uste zuelako ez zuela baliatuko, haurra zaindu behar baitzuen.

Bost seme-alaba eta patu bat

Doktoratu ondoko beka batekin Bostonen bi urte eman ondoren, 1950eko urteen hasieran zientzialari bikoteak lana aurkitu zuen Brookhaven Laborategi Nazionalean, Uptonen (New York), eta bertan aritu zen Marian 13 urtez, gehien interesatzen zitzaiona ikertzen. Baina zerbait gertatu zen. Ordura arte, ohiko ibilbidea egin zuen: ezkontza, graduondoko eskola, bi seme-alaba, doktoratu ondokoa… Eta bere karrerari dedikazio osoa eskainiko ziola barneratu zuen pozez, baina ustekabeko konplikazio bat sortu zen, alegia, bikiak jaio ziren. Horrek esan nahi zuen familian, bat-batean, bost urtetik beherako lau haur zeudela. Eta zalantzak piztu zitzaizkion: Ama ona eta immunologo ona izan zitekeen, aldi berean? Zorionez, amatasunean bakarrik jardutea erabaki zuenean, Danielek sinetsarazi zion ezin zituela bere ikerketak baztertu, zientzian lanaldi partzialean aritu arretan, beste batzuek lanaldi osoan egiten zutena baino gauza garrantzitsuagoak egiteko gauza zela. Eta kasu egin zion.

2. irudia: Marianek hitzaldi bat egin zuen antigorputzen dibertsitateari buruz egin zituen ikerketa sakonak aurkezteko, eta ziurtzat uste zena desmuntatu zuen. (Argazkia: swiftsciencewriting – Pixabay lizentziapean. Iturria: Pixabay.com)Gure antigorputzen dibertsitatea

Hain zuzen ere, Uptonen zegoela, Marianek hitzaldi bat egin zuen antigorputzen dibertsitateari buruz egin zituen ikerketa sakonak aurkezteko, eta ziurtzat uste zena desmuntatu zuen. 1960ko urteetan ildo horretan jarraitu zuen, antigorputzak osatzen zituzten aminoazidoak eta haien arteko desberdintasunak aztertzen.

Daniel ezaguna zen biologia molekularrean egindako lanengatik eta, Kaliforniako Unibertsitatean (Berkeley) postu bat eskaini ziotenean, bizi ziren herri txikian familia oso finkatuta egon arren, aukera hori aprobetxatzea erabaki zuten. Zenbaiten mesfidantza gorabehera, Bunnyk ere lortu zuen lanaldi partzialeko ikertzaile lanpostu bat unibertsitate berean 1965ean, baina 1970era arte ez zuen lanaldi osoko plaza lortu.

Bere ikerketen aitortza geroago iritsi zitzaion. 1982. eta 1989. urteen artean, Mikrobiologia eta Immunologia Saileko burua izan zen, Berkeleyn. Zientzia Elkarte Estatubatuarreko batzordeko kide ere izan zen, eta Biologia Esperimentaleko Elkarte Estatubatuarren Federazioaren Zientzietako Bikaintasunaren inaugurazio saria irabazi zuen. Horrez gain, omendu egin zuen Immunologoen Elkarte Estatubatuarraren Zientzietako Emakumeen Estatuserako Batzordeak.

Zorroztasuna aldarri

Marian Elliot Koshlandek ez zion inoiz ikasteari utzi. Bere ibilbidearen bukaeran ia-ia, DNAri buruzko ikerketen ahalmena ulertu zuen, eta urte sabatiko bat eskatu zuen David Baltimoren laborategian lan egiteko eta teknika genetiko berriak ezagutzeko. Ondoren, bere laborategira eraman zituen, klonazioa kasu, antigorputzei buruzko esperimentuetan erabiltzeko. Berarekin lan egin zutenek nabarmentzen zuten izugarri zorrotza izateko grina zuela; horrek emaitzen argitalpena atzeratzen zuen, eta zenbait arazo sortu zizkion bere taldekideekin.

Bunny 1997ko urriaren 28an hil zen, biriketako minbiziak jota. Bere izena ez ahazteko, bere senarrak Marian Koshland Zientzia Museoa sustatu zuen Washingtonen. Museoa zabalik egon zen, zientziari eskainia, 2004. eta 2017. urteen artean. Halaber, bere izena daraman ikerketa zentro bat sortu zuten Haverford Collegen. Bere seme-alabetako bi, Catherine eta Douglas zientzialariek han ikasi zuten, hain zuzen ere.

3. irudia: Marian Koshland Zientzia Museoa, Washingtonen. (Argazkia: Williamborg – domeinu publikoko irudia. Iturria: Wikimedia)

Bere bizitzaz aritzean, nahiago zuen hitz egin haurtzaroan lagun onak eduki izanaren, bere jakin-mina eta sormena sustatu zuten irakasleak aurkitu izanaren eta bikotekidearen laguntza eduki izanaren zorte onaz, baina onartzen zuen ere trabak izan zituela, bere senarrak izan ez zituenak. Adibidez, Chicagoko irakasle batek esan zion ikasle ona zela, baina emakume izategatik kontraturik izango ez zuela; departamentu bateko buruak esan zion ez zuela inoiz inoren emaztea kontratatuko, ezta atezain batena ere, beste lan bat bilatzera animatuz; eta lankide immunologoek, Marianen aurkezpenen ondoren, inolako frogarik gabe, ziurtatzen zuten bere datuak ezin zirela erreproduzitu, bere aurkikuntzen aitortza atzeratuz. Eremu zientifiko batzuetan oraindik ere dirauten tik horiek konpentsatzeko, gizonezko lankide eta nagusien laguntza jaso zuen eta dirua utzi zioten lanerako behar zuena erosteko, eta aurrera egitera animatu zuten. Azkenean, benetako azalpena eman zigun gure bisitari desiraezinenak kontrolatzeko moduari buruz, haiei aurre egiteko benetan baliagarria dena.

Erreferentzia bibliografikoa:

Allison, Jim (1998). In Memoriam Marian Koshland 1921-1997. The Journal of Immunology, 161, 545-546. DOI: 10.4049/jimmunol.161.2.545

Iturriak:

• Marian Elliott Koshland, Sheer Luck made me an immunologist, Annual Review of Immunology 14 (1996) ix-xv
• Marian Elliott Koshland, Wikipedia

Egileaz:

Rosa M. Tristán (@RosaTristan) zientzia eta ingurumen dibulgazioan espezializatutako kazetaria da duela 20 urtetik baino gehiagotik. Maila nazionaleko hainbat prentsa eta irrati hedabidetan parte hartu ohi du.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2023ko urtattilaren 24an: Marian Elliot Koshland, la inmunóloga que nos descubrió cómo eran nuestros anticuerpos

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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El tranvía de Sóller (Mallorca, España) opera desde 1913 con varios automotores eléctricos originales. El de la imagen (con el número 20) fue adquirido a Lisboa y adaptado al ancho de vía 914 mm. Foto:  Wojciech Then / UnsplashTodos los medios de transporte se caracterizan por un hecho obvio: se mueven. Lograr el movimiento requiere de algún tipo de causa motriz. Una fuente de energía que pueda ser utilizada, de algún modo, para hacer efectivo el movimiento. Todos los medios de transporte modernos llevan consigo su propia causa motriz, que se convierte así, además, en un factor limitante para la carga útil (pues, al final, el verbo transportar necesita un objeto directo para tener sentido) y el rango de distancias alcanzable.

¿Todos? ¡No! Existe un sistema de transporte, con perdón del casi difunto barco de vela, que transmite regularmente energía generada en cualquier lugar a un vehículo en movimiento: el tren eléctrico. El siglo XIX vio eclosionar, en el contexto de la revolución industrial, el ferrocarril y la electricidad. Era cuestión de tiempo que alguien intentara un maridaje, en principio, retador. Las baterías, derivadas de los primeros trabajos de Alessandro Volta, eran artefactos frágiles, pesados y con una capacidad de almacenamiento escasa. Tal era que los primeros cochecitos eléctricos, apenas juguetes, tenían su capacidad de movimiento limitada por el cable que los conectaba a sus baterías [UPS 2018]. Sin mejoras radicales en la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica (que hoy, dos siglos después, aún esperamos), ¿quién plantearía un cable tan largo como para hacer de un transporte electrificado una proposición viable?

Primer coche eléctrico de juguete de Ányos Jedlik, 1828. El cable para la batería sale hacia la derecha. Foto: Universidad de BudapestLos primeros trenes eléctricos

El primer ferrocarril electrificado funcionó como un prototipo durante 1876 en la localidad rusa de Sestroretsk, cercana a San Petersburgo [Nikolayenko 2013]. El ingeniero e inventor ucraniano Fiódor Apolónovich Pirotski dispuso conectores eléctricos en los raíles de un tramo de menos de cuatro kilómetros de longitud. Los propios raíles metálicos y las ruedas, también metálicas, cerraban un circuito eléctrico por el que el vehículo, una vagoneta dotada de un motor de corriente continua, podía desplazarse. Apenas tres años después, en la Exposición Industrial de Berlín de 1879, Werner von Siemens mostraba su primera locomotora eléctrica: un carrito de juguete tirando de tres pequeños coches con capacidad para seis pasajeros cada uno, alimentada por un sistema de tercer raíl electrificado. Validado el concepto, el mismo Siemens inauguró en 1881 el primer tranvía en el barrio berlinés de Lichterfelde, ya en servicio regular y con un tamaño apto para transportar hasta veintiséis adultos [BV 2007].

Estos primeros ferrocarriles electrificados tomaban su corriente de los propios raíles, a través de las ruedas, o mediante un raíl específico con el que el vehículo que circulaba se mantenía en contacto mediante una zapata metálica. Ni que decir tiene que aquí hay un desastre en ciernes. Pirotski pudo obviarlo gracias a que realizó sus pruebas en una zona poco poblada. Siemens decidió separar el trazado de su primer tranvía del resto de la calle mediante vallas, pero se vio obligado a dejar pasos abiertos. No hubo de transcurrir mucho tiempo sin que la práctica demostrara que los 180 voltios de corriente continua entre los raíles del tranvía eran más que suficientes para provocar graves quemaduras e incluso la muerte por electrocución a aquellas caballerías que tuvieran la mala fortuna, no tan improbable, de pisar con sus pezuñas herradas los dos raíles a la vez.

Gamberros decimonónicos

También hubo incidentes en los que se vieron involucrados chavales. Los gamberros decimonónicos pronto aprendieron que podían provocar cortocircuitos con trozos de alambre robado. Solo debían tener la precaución de dejarlos caer de modo que tocaran a la vez ambos raíles. ¡No podían simplemente colocarlos, so pena de llevarse una descarga potencialmente mortal! Los alambres se calentaban hasta ponerse al rojo, se desprendían vistosas y peligrosas chispas, y se hacía necesario interrumpir el servicio cuanto antes para evitar daños por cortocircuito en los equipos de alimentación eléctrica.

Siemens dio con la misma solución que tantos padres y madres, desde tiempos inmemoriales, habían aplicado: colocaría la electricidad en alto, como quien pone los cuchillos, los botes de compuestos tóxicos y las galletas bien arriba para no tentar a los niños. Había nacido la línea aérea de contacto. La primera prueba de concepto se mostró en el mismo año, en la Exposición Eléctrica Internacional de París. Dos años más tarde, en 1883, una línea de tranvía de Mödling, localidad cercana a Viena, capital del imperio austrohúngaro, fue electrificada con corriente continua a 550 voltios [Leitner 2007]. Pocos meses después se instaló ese mismo sistema en Lichterfelde, para lamento de los adolescentes locales y tranquilidad compartida de padres y autoridades.

Primer tranvía electrificado con catenaria bipolar en la línea Mödling-Hinterbrühl, Austria, 1883. (Autor desconocido)El enchufe deslizante

Las primeras líneas aéreas de contacto surgieron a la vez que los primeros pantógrafos, unos dispositivos que podríamos describir funcionalmente con solo dos palabras: enchufe deslizante. Pero aquellos artefactos apenas se asemejaban a los que hoy reconoceríamos como tales. Eran sistemas de rodillos similares a las sujeciones de las cabinas de un teleférico. Las líneas aéreas, por su parte, eran tubos suspendidos en lugar de los actuales hilos atirantados. Más importante, se trataba de sistemas bipolares. Con dos pantógrafos y dos conductores suspendidos, para poder cerrar el circuito. Hoy esta configuración solo se ve en las pocas redes de trolebuses que quedan en el mundo.

Las mejoras fueron sucediéndose. Para empezar, los ingenieros se dieron cuenta de que podían ahorrarse la mitad del metal de la instalación y uno de los dos pantógrafos si permitían que el retorno de corriente se hiciera por los raíles. Esto funcionaba de forma segura porque, para electrocutarse, había que llevar una pértiga de algún material conductor capaz de alcanzar la parte en tensión del sistema, a muchos metros de altura. Por otra parte, se comprobó que la presencia de un tren no provocaba fugas de corriente peligrosas en las proximidades. La sustitución de los tubos iniciales por hilos tensados nos trajo el nombre hoy más habitual para este tipo de sistemas: catenaria, por la forma que adopta naturalmente una cadena colgada de sus extremos. A la vez, los pantógrafos evolucionaron hacia los sistemas actuales con bandas de frotación conductoras montadas sobre mesillas sujetas por un brazo articulado.

Pronto, los operadores de ferrocarriles suburbanos percibieron las ventajas de evolucionar hacia sistemas eléctricos. Con gran parte de sus trayectos y estaciones bajo tierra, dejarían de sofocar así a sus operarios y pasajeros con el humo y el hollín de las calderas de vapor. En estos entornos controlados, los raíles electrificados, normalmente en forma de un tercer raíl protegido, pudieron subsistir —como en el U-bahn de Berlín—. Muchas otras explotaciones, sin embargo, se ejecutaron con catenaria. A lo largo del siglo XX, conforme aumentaba el conocimiento de los ingenieros y la disponibilidad de centrales eléctricas, las ventajas de la electrificación fueron quedando en evidencia también para aplicaciones en superficie. Al principio fueron trenes de mercancías superando pendientes imposibles para su competencia de vapor. Más adelante, cuando el vapor alcanzó sus máximas prestaciones, la electricidad quedó como la única opción que podía mejorarlas radicalmente.

Pantógrafo en una catenaria de alta velocidad. Foto: Iván RiveraUna catenaria para cada uso

Hoy, la catenaria ferroviaria es un sistema muy optimizado [Keenor 2021]. Un macramé de alta tensión donde los requisitos eléctricos se entrelazan con los mecánicos para dar como resultado una familia de soluciones para el suministro de energía a transportes guiados sobre raíles de todo tipo. Tranvías, metros ligeros, metros convencionales, tren-trams, ferrocarriles metropolitanos y regionales, trenes de mercancías y de alta velocidad. Cada uno de ellos con diferentes necesidades que dan lugar a variantes técnicas a veces muy distintas entre sí. Hilos únicos en las catenarias tranviarias, donde es posible ahorrar al máximo en metal debido a las bajas velocidades y potencias eléctricas. Catenarias rígidas —perfiles de aluminio con un hilo de cobre embutido— que sacrifican la flexibilidad y las elevadas velocidades a cambio de una sección transversal más compacta y un mantenimiento simplificado, ideal en túneles de metro. Y, por fin, catenarias flexibles para dar servicio a ferrocarriles con grandes consumos eléctricos o altas velocidades de circulación.

Las catenarias flexibles son, hoy, la mejor forma de poner a disposición de un tren potencias eléctricas elevadas para solventar los requisitos típicos de tres tipos de tráfico diferentes: las cercanías, con sus frecuentes paradas y arranques, los trenes de mercancías, con consumos elevados, pero aproximadamente constantes y dependientes de la masa remolcada, y los trenes de alta velocidad, mucho más ligeros que un mercante, pero más rápidos. El hilo de contacto, un trefilado —alambre macizo— de cobre o aleación de cobre y plata, tensionado en tramos de longitud variable en el entorno del kilómetro, es un elemento crítico en todos los casos. Sujeto a importantes solicitaciones tanto eléctricas como mecánicas, asegurar que su comportamiento está dentro de los parámetros de diseño del sistema es fundamental para garantizar una buena alimentación de energía.

Sería lógico pensar que el comportamiento real de esta tecnología debería estar más que documentado, pero lo cierto es que el conocimiento de los administradores de infraestructura del sistema de la catenaria es sorprendentemente empírico. Muchos años de experiencia y la estandarización de los componentes —aunque normalmente limitada al ámbito de cada administración— han resultado en un sistema fiable y funcional que optimiza la durabilidad al mismo tiempo que mantiene los costes de materiales, fabricación y despliegue en un nivel aceptable. A la vez, la literatura científica ha ido desarrollando simulaciones mecánicas, térmicas y eléctricas que, partiendo de primeros principios, han aspirado a acotar los parámetros clave del funcionamiento de los equipos. Esto, sin embargo, no ha logrado alcanzar la meta de todo gestor industrial: el mantenimiento predictivo.

Bibliografía

[BV 2007] El primer tranvía electrificado de la historia en Lichterfelde, Berlín (en alemán): Berliner Verkehrsseiten (2007). Erste Straßenbahn in Groß-Lichterfelde (Berlin). Berliner Verkehrsseiten: Online-Magazin zur Berliner Verkehrsgeschichte.

[Keenor 2021] Manual de catenaria bajo licencia Creative Commons (en inglés): Keenor, G. (2021). Overhead line electrification for Railways (6th ed.).

[Leitner 2007] La primera electrificación en catenaria permanente en Mödling, Austria (en alemán): Leitner, R. (2007). Spezialforschungsbericht Moderne Wien und Zentraleuropa um 1900. Universität Graz. https://web.archive.org/web/20200711011526/http://www-gewi.kfunigraz.ac.at/moderne/sheft1l.htm

[Nikolayenko 2013] Fiódor Pirotski, el inventor del primer ferrocarril electrificado (en ruso): Nikolayenko, A., y Chepurin, S. (02/04/2013). Железная дорога. Zelenogorsk.

[UPS 2018] El primer coche eléctrico… de juguete (en inglés): UPS Battery Center. (06/06/2018). The First (Model) Electric Car: Ányos Jedlik 1828.

Del mismo autor:

Los límites del Hyperloop
El camión solar: ¿una posibilidad real?

Sobre el autor: Iván Rivera es ingeniero especializado en proyectos de innovación de productos y servicios para ferrocarriles.

El artículo La catenaria: una historia de innovación (1/4) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Liher Prieto, Efraím Reyes, Uxue Uria, Luisa Carrillo, Jose L. Vicario

Natura betidanik izan da gizakien inspirazio baliabidea, arlo anitzen aurrerakuntza sustatu duena, jakintzaren iturri agorrezina izanik. Naturaren behaketan igarritako prozesu entzimatikoek, ikertzaileen asmakuntzak bultzatu dituzte entzimen antzerako transformazioak aurrera eramateko gaitasuna dituzten molekula organiko txikiak diseinatzeko.

Aipatutako molekula organiko txiki hauek organokatalizatzaile deritze. Entzimen zentro aktiboen egituraren antza duten neurrian, prozesu biomimetikoak jartzen dituzte abian era oso selektiboan, jatorrizko entzimen bezala. Baina espezifikotasun zabalagoa dute organokatalizatzaileek, beraz hauen erabilgarritasuna zabalagoa da.

Irudia: naturaren behaketan igarritako prozesu entzimatikoek, ikertzaileen asmakuntzak bultzatu dituzte entzimen antzerako transformazioak aurrera eramateko gaitasuna dituzten molekula organiko txikiak diseinatzeko. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Azken urteotan, entzimen gune aktiboak mimetizatuz sortutako pisu molekular txikiko substantzia organiko edo organokatalizatzaile berriei esker, modu errazean prestatu ahal izan dira intereseko molekula organiko ugari. Horregatik, merezimendu osoz jaso zuen organokatalisiaren arloak 2021. urteko Kimikako Nobel Saria.

Organokatalizatzaile biomimetikoen eta dagokien entzimen artean gertatzen den biomimesia substratu bat edo batzuk aktibatzearen bidez gertatzen da. Substratu horiek erreaktibitate areagotuko espezieak eratuz erreakzionatzen dute, bai lotura kobalenteak eratuz (hala nola L-Prolina, imidazolidinona eta tiamina difosfatoa (TDP)), bai hidrogeno-loturak eratuz, eta aktibazio dualaren bidez, azido fosforikoak bezala.

Ikerketa arlo honen etorkizunerako aukerak zabalak dira; batez ere, organokatalizatzaileek, duten moldakortasunagatik, hainbat erreaktibo berriren eraldaketa susta dezaketelako, baina baita selektibitateagatik ere, edozein sistema entzimatiko berezkoa den bezala.

Euskal Herriko Unibertsitatean (UPV/EHU) Sintesi Asimetrikoa, Kimika Iraunkorra eta Prozesu Biomimetikoak Ikerketa Taldea ari da lanean Jose L. Vicario irakaslea buru duelarik. Ikerketa-taldeak organokatalisia erabiltzen du laborategian tresna gisa produktu naturalak, farmakoak, pestizidak eta produktu analogoak ekoizteko eta metodologia sintetiko berriak garatzeko. 2005. urtean hasi zen ikerketa-arlo horretan lanean, eta, gaur egun, nazioko eta nazioarteko ikerketa-talde ospetsuenetako bat da.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 43
• Artikuluaren izena: 2021. Kimikako Nobel Saria natura imitatzeari. Biomimetikaren eragina organokatalisiaren garapenean
• Laburpena: Prozesu biokimikoen behaketak eta ulerkuntzak ikertzailea inspiratu du entzimen jarrera antzeratzen duten molekula organiko bakunak aurkitzeko. 2021eko Kimikako Nobel Sariak biomimetikan oinarritutako organokatalisian egin den garapena nabarmendu du; gainera, organokatalizatzaileek zenbait abantaila ditzute jatorrizko aitzindari entzimatikoekin alderatuta, hautakortasun eta espezifikotasun hobetua erakusten baitute, besteak beste.
• Egileak: Liher Prieto, Efraím Reyes, Uxue Uria, Luisa Carrillo eta Jose L. Vicario
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 59-66
• DOI: 10.1387/ekaia.23224

Egileez:

Liher Prieto, Efraím Reyes, Uxue Uria, Luisa Carrillo eta Jose L. VicarioUPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Kimika Organikoa eta Ezorganikoen Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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En mi anterior entrada del Cuaderno de Cultura Científica, titulada Los números insólitos, observábamos que había algunos números insólitos cuyos dígitos eran todos unos, en particular, 111 y 111.111.111, entre otros, los llamados números repitunos, a los que vamos a dedicar la entrada de hoy.

Portada del libro Recreations in the Theory of Numbers: The Queen of Mathematics Entertains (1964), del matemático estadounidense Albert H. BeilerLos números repitunos

Empecemos por la definición.

Un número es un número repituno, en base b, si en la representación del número, en dicha base b, todos sus dígitos son unos (1).

Si empezamos con la base decimal (b = 10), que es la base que manejamos normalmente, tenemos que todo número repituno, como los números 11, 111, 1.111 o 11.111, que se representa (en base 10) con todo unos, puede expresarse de la forma

Expresión del número repituno formado por n + 1 unos

Y utilizando la fórmula de las progresiones geométricas, tenemos que los números repitunos (en base 10) son aquellos que pueden expresarse como

Expresión del número repituno formado por n + 1 unos

 

Por ejemplo, el número repituno 111.111 (para el cual n = 5) es igual a (106 – 1) / 9 = (1.000.000 – 1) / 9 = 999.999 / 9 = 111.111.

En general, para cualquier base b se tiene que los números repitunos pueden expresarse de esta forma

Si consideramos los números binarios (b = 2), cuyas cifras básicas son 0 y 1, tenemos que son, por la expresión anterior, los números de la forma 2n + 1 – 1, los llamados números de Mersenne (que reciben su nombre del sacerdote, filósofo, físico y matemático francés Marin Mersenne (1588-1648)). Los primeros números binarios repitunos serían (1)2 = 1, (11)2 = 22 – 1 = 3, (111)2 = 23 – 1 = 7, (1111)2 = 24 – 1 = 15, (11111)2 = 25 – 1 = 31 y (111111)2 = 26 – 1 = 63. Es decir, los números 1, 3, 7, 15, 31 y 63 son números repitunos en base 2.

Para los números ternarios (b = 3), cuyas cifras básicas son 0, 1 y 2, tenemos que son los números de la forma (3n + 1 – 1) / 2. Por lo tanto, los primeros números ternarios repitunos serían (1)3 = 1, (11)3 = (32 – 1) / 2 = 4, (111)3 = (33 – 1) / 2 = 13, (1111)3 = (34 – 1) / 2 = 40, (11111)3 = (35 – 1) / 2 = 121 y (111111)3 = (36 – 1) / 2 = 364, es decir, los números 1, 4, 13, 40, 121 y 364 son números repitunos en su representación en base 3.

Los números en base b = 4, o números cuaternarios, para los cuales las cifras básicas son 0, 1, 2 y 3, son repitunos si son de la forma (4n + 1 – 1) / 3. Los primeros números repitunos cuaternarios son entronces 1, 5, 21, 85, 341 y 1.365, ya que (1)4 = 1, (11)4 = (42 – 1) / 3 = 5, (111)4 = (43 – 1) / 3 = 21, (1111)4 = (44 – 1) / 3 = 85, (11111)4 = (45 – 1) / 3 = 341 y (111111)4 = (46 – 1) / 3 = 1.365.

En general, podemos hacer lo mismo para cualquier base b. Así, el número (1111)7 = 400 es un número repituno en base 7 o el número (11111)16 = 69.905 es un número repituno en base 16.

Si para cualquier base b tomamos n = 0 en la fórmula anterior tenemos que trivialmente el número 1 es un número repituno para cualquier base y si consideramos n = 1 se obtiene que b + 1 es un número repituno en la base b, ya que

Es decir, dándole la vuelta al argumento anterior, todos los números naturales m son repitunos en alguna base, al menos, trivialmente, en la base m – 1.

Boceto para una obra de arte binaria

 

El nombre de números repitunos, que en inglés se denominan “repunit”, viene de la expresión en inglés “repeated unit” (unidad repetida) y fue acuñada por el matemático Albert Beiler, en su libro Recreations in the Theory of Numbers: The Queen of Mathematics Entertains (1964).

Los números repitunos primos

Una cuestión que ha interesado dentro del estudio de los números repitunos, y que aparecía en el libro de Albert Beiler, es si son, o no, primos. Por ejemplo, el número 11 es un número repituno primo, pero no el número 111, ya que 111 = 3 x 37. Y, en general, se ha estudiado la factorización de los números repitunos.

A continuación, mostramos la factorización de los primeros números repitunos (en base decimal), a los cuales se les denota como Rk si están formados por k unos (a k se le suele llamar índice del número repituno).

Tabla con el árbol irregular de las factorizaciones de los números repitunos (decimales)

 

Entre los veinte primeros números repitunos solo hay dos que sean primos, que son R2 = 11 y R19 = 1.111.111.111.111.111.111. En general, la sucesión de la cantidad de unos (1) que tienen los números repitunos primos que se conocen a día de hoy, es decir, el índice de los mismos, es la sucesión A004023 de la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS, cuyos términos son:

2, 19, 23, 317, 1.031, 49.081 (demostrado en marzo de 2.022), 86.453 (demostrado en mayo de 2023),

y se incluyen otros cuatro índices k tales que el número repituno Rk es probablemente primo, pero no está demostrado aún:

109.297, 270.343, 5.794.777, 8.177.207.

Como podemos observar, encontrar números repitunos primos es muy complicado. Mientras escribo esta entrada solo se conocen 7 repitunos primos y hay otros 4 que probablemente lo sean, pero aún no está demostrado.

Una primera criba sobre los índices de los números repitunos a la hora de buscar aquellos que sean primos es limitar la búsqueda a los índices primos ya que se puede probar que, si el índice k no es primo, tampoco lo es Rk. Vamos a demostrar esto, ya que es bastante sencillo, aunque puedes saltarte la demostración y seguir leyendo un poco más adelante.

Para demostrar la afirmación anterior vamos a hacer uso de la siguiente identidad algebraica, la fórmula de la diferencia de potencias:

Fórmula de la diferencia de potencias

Ahora, supongamos que nuestro índice k no es primo, luego se puede expresar como un producto k = m x n, entonces vamos a probar que el número repituno Rk es divisible por los números repitunos Rm y Rn. De hecho, podemos expresarlo de la siguiente forma:

Fórmula de la diferencia de potencias

 

Luego Rm divide a Rk. De forma similar, se prueba que Rn también divide a Rk.

Por ejemplo, si k = 4 = 22, tenemos que R2 = 11 divide a R4 = 1.111 = 11 x 101, o si k = 6 = 2 x 3, el número repituno R6 = 111.111 es divisible por R2 = 11 y R3 = 111 = 3 x 37.

Grabado del sacerdote, filósofo, físico y matemático francés Marin Mersenne (1588-1648), realizado por el grabador francés Pierre Dupin en 1735. Imagen perteneciente a la Wellcome Collection

También podríamos preguntarnos cuáles de los números repitunos en otras bases b son primos. Para empezar, de forma similar a como se ha demostrado antes, basta buscar entre los índices primos.

A los números repitunos binarios (b = 2), los números de Mersenne, es decir, de la forma 2k – 1, que son primos se les llama números primos de Mersenne. Esta es una familia de números primos muy importante, en particular, en la búsqueda de números primos muy grandes. El número primo más grande que se conoce, encontrado en 2018, es el número primo de Mersenne

que tiene 24.862.048 dígitos (escrito en base decimal).

Los índices k para los cuales el número repituno binario con k unos (1), que es el número de Mersenne 2k – 1, es primo es la sucesión A000043 de la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS, cuyos primeros términos son

2, 3, 5, 7, 13, 17, 19, 31, 61, 89, …

Y los primos de Mersenne correspondientes forman la sucesión A000668, cuyos primeros términos son

3, 7, 31, 127, 8.191, 131.071, 524.287, 2.147.483.647, 2.305.843.009.213.693.951, 618.970.019.642.690.137.449.562.111, …

Se conocen nueve números repitunos ternarios primos, la sucesión A076481 de la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS, cuyos dos primeros miembros son 13, que expresado en base ternaria es (111)3, y 1.093, que se expresa en base ternaria como (1111111)3.

Para la base b = 4 solo existe un número repituno primo, que es el número 5, es decir, (11)4. Como hemos visto anteriormente, los números repitunos cuaternarios son de la forma (4k – 1) / 3, pero podemos descomponer (4k – 1) como producto de (2k + 1) y (2k – 1). Si tenemos en cuenta que (2k + 1) es divisible por 3 para k impar y (2k – 1) es divisible por 3 para k par, entonces todos los números repitunos cuaternarios, para k mayor que 2, son compuestos (no primos).

Y podríamos analizar también lo qué ocurre para las demás bases, pero dejemos esta cuestión y terminemos la entrada con un par de curiosidades sobre los números repitunos.

Algunas curiosidades de los números repitunos

Seguramente la propiedad más curiosa y conocida de los números repitunos es lo que ocurre cuando los elevamos al cuadrado. Si miramos a los nueve primeros cuadrados de los números repitunos (en la siguiente imagen) vemos que los resultados son una serie de números capicúas muy especiales, ya que están formados por los números naturales del 1 al k (para k desde 1 hasta 9), primero en orden creciente y después decreciente, puesto que son capicúas.

Sin embargo, a partir de k = 10 ya no obtenemos números capicúas, aunque sí se mantiene cierta simetría, como podemos apreciar en la siguiente imagen. Por ejemplo, cuando elevamos el número repituno de índice 10 al cuadrado, lo que queda es el número 1.234.567.900.987.654.321, que claramente no es capicúa. La primera parte, desde la izquierda, 1234567, se repite en sentido contrario en la derecha, 7654321, pero la parte de en medio no mantiene la simetría 900098. Si elevamos R11 se obtiene 123.456.790.120.987.654.321.

Si observamos la siguiente imagen, que se corresponde con los números repitunos hasta índice 40, vemos que se mantiene cierta simetría. Por ejemplo, las cifras 2, 3, 4, 5, 6 y 7 están en posiciones simétricas, mientras que el 1 solo aparece en el lado izquierdo, a excepción de los extremos, y el 8 solo aparece en la derecha. Por otra parte, las cifras 0 y 9 mantienen cierta simetría.

Estructura triangular formada por los cuadrados de los números repitunos desde el índice 1 hasta el índice 40, en la que se ha pintado cada cifra de un color

 

Hemos obtenido números capicúas multiplicando Rk por Rk, para k entre 0 y 9, pero se pueden obtener otros números capicúas si se multiplica un número repunit Rm cualquiera por Rk, para k entre 0 y 9. Dejo como cuestión abierta analizar el resultado de tales multiplicaciones, que podéis analizar de forma progresiva sobre el índice k, empezando en k = 2.

Otra serie de expresiones curiosas para los primeros números repitunos es la siguiente:

Nos podríamos plantear qué pasa para los demás números repitunos, aquellos con índice 11 o más. La respuesta es que, teniendo en cuenta alguna consideración extra, este tipo de expresiones se mantiene. Veamos qué pasa para el caso del índice 11. En la última expresión anterior teníamos 123456789 x 9 + 10. Ahora en el primer número habría que añadir el 10, pero añadiendo solo un dígito, lo cual es posible si lo hacemos como aparece en la siguiente imagen (se añade el 0 en la última posición y el 1 se suma a la posición anterior).

De esa misma forma se continua con 12, 13, 14, etc, algunos de ellos los mostramos en la siguiente imagen.

Vamos a terminar dividiendo los números repitunos por 9 y viendo qué ocurre.

Bibliografía

1.- R. Ibáñez, La gran familia de los números, Libros de la Catarata – ICMAT – FESPM, 2021.

2.- Albert H. Beiler, Recreations in the Theory of Numbers: The Queen of Mathematics Entertains, Dover, 1964.

3.- Página web: Numbers Aplenty.

4.- Página web: Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS

5.- Samuel Yates, The Mystique of Repunits, Mathematics Magazine, Vol. 51, No. 1, pp. 22-28, 1978.

6.- Gerard Villemin: nombres : curiosités – théorie – usage

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 ¿Tienen algún interés los números repitunos, cuyos dígitos son todos unos? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Kristina Bilbao

Giza hizkuntzari esker askotariko egiturak sortzen ditugu hiztunok. Horien artean daude egitura bihurkari eta elkarkariak.

Esanahiaren aldetik, egitura bihurkariek norbere buruari erreferentzia egiteko balio dute. Egitura elkarkariek, bestalde, elkarrekikotasun harremana adierazten dute. Euskaraz, bi motatako egitura bihurkari eta elkarkariak eraiki daitezke: iragankorrak eta iragangaitzak. Egitura iragankor eta iragangaitzen arteko desberdintasun behinena argumentu kopuruan datza: egitura iragankorrek bi argumentu dituzte; aldiz, egitura iragangaitzek argumentu bakarra dute.

Irudia: Euskaraz, egitura bihurkari eta elkarkari kanonikoak anafora bidez eratzen dira. Baina badira bihurkari eta elkarkari iragangaitzak ere, eta hauek ez daukate anaforarik. (Argazkia: Gerd Altmann – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Egitura bihurkari iragankorra da, adibidez, (i) (nik) nire burua ispiluan ikusi dut. Orobat, egitura elkarkari iragankorra da (ii) (guk) kalean elkar ikusi dugu. Egitura bihurkari eta elkarkari hauek esanahiaren aldetik desberdinak izan arren, antzekoak dira sintaxiari dagokionez. Izan ere, bi egitura motak iragankorrak dira (-k ergatibo kasuarekin markatutako subjektua dute, adibidez) eta osagarri gisa anafora bat erakusten dute. Anaforak dira perpausean aldez aurretik agertu den hitz edo sintagma bati, hots, aitzindari bati erreferentzia egiten dioten osagaiak. Euskaraz, X-ren burua egiturakoa da anafora bihurkaria eta (i) adibidean, nire burua anaforak ni pertsona izenordainari egiten dio erreferentzia. Bestalde, elkar da anafora elkarkaria euskaraz, eta (ii) adibidean, gu pertsona izenordaina da haren aitzindaria.

Alabaina, euskaraz, egitura bihurkari eta elkarkari iragankor hauekin batera, egitura bihurkari eta elkarkari iragangaitzak ere sor daitezke. Halakoak dira, adibidez, (ni) ispiluan ikusi naiz egitura bihurkaria eta (gu) kalean ikusi gara egitura elkarkaria. Bi egitura hauek iragangaitzak dira, batetik agerian behintzat argumentu bat bakarra dutelako (ni eta gu) eta bestetik, ez dutelako anafora bihurkari edo elkarkaririk osagarri gisa, hots, ez dute erakusten X-ren burua ez elkar anaforen arrastorik.

Beraz, egitura bihurkari eta elkarkari iragankor eta iragangaitzak kidekoak dira esanahiaren aldetik, batzuek zein besteek esanahi bihurkari eta elkarkaria adierazten dutelako. Hala ere, ez dute arreta bera jaso gramatikarien aldetik. Egitura iragankorrak, hots, anafora erakusten duten horiek, kanonikoak dira euskaraz (euskal gramatika arauemaileetan eta euskara estandarrean onartzen direnak baitira) eta haien egitura sintaktikoa nahikoa aztertu izan da literaturan. Aldiz, bihurkari eta elkarkari iragangaitzak ez dira egitura ohikoak, nahiko bazterrekoak baino (orain artean behintzat), eta ez dira, beraz, kideko iragankorrak bezainbeste aztertu. Alabaina, galdera teoriko interesgarriak sorrarazten dituzte gramatika teoriaren ikuspegitik; esate baterako, non sortzen dira bihurkari eta elkarkari iragangaitzak, lexikoan ala sintaxian?

Bestalde, bihurkari eta elkarkari iragangaitzak euskara baturako onesten ez diren arren, egitura goratzen hasiak dira, gero eta sarriago aditu daitezkeelako bereziki lagunarteko ahozko euskara batuan, baina baita idatzizko testu informaletan ere, sare sozialak kasu. Izan ere, gero eta aditz gehiago onartzen dira halako egitura iragangaitzetan, hala nola maite izan aditz estatiboa Asko maite zaitez! adierazpenean. Halakoak gaur egun gero eta maizago entzun eta irakur daitezkeen arren, gramatikari batzuek ez dituzte onargarritzat hartu. Beste alde batetik, euskara batuan ez ezik, herri hizkeretan ere, lehenago bakanak ziren egitura hauek gero eta agerraldi gehiago erakusten dituztelakoan nago.

Honek guztiak pentsatzera eraman dezake nondik eta nola sortu ote diren halakoak. Galdera horri erantzuteko hipotesietako bat izan daiteke egiturok sortu direla giza hizkuntzak hiztunoi eskura jartzen digun boz izeneko mekanismo bati esker. Boza dela bide, egitura iragankor batetik egitura iragangaitz bat sor daiteke. Esate baterako, boz aldaketa baten bidez sortzen da ezaguna den gaztelaniazko edo frantsesezko boz pasiboa. Bada, aldeak alde, mekanismo orokor bertsua litzateke egitura bihurkari eta elkarkari iragangaitzak sortu dituena. Beste alde batetik, ikuspuntu tipologikotik ere interesgarria da bozaren hipotesia, munduko beste hainbat hizkuntzatan ere boz aldaketa baten bidez sortzen direlako egitura bihurkari eta elkarkariak.

Gainerakoan, asko dira uste dutenak halako egiturak erromantzearekiko, zehazki, gaztelaniarekiko ukipenean sortu direla, eta antzekotasuna izan badute. Begiratu bestela Poesiaren egunaren harira Bilboko Udalak bere webgunean egindako iragarkia euskaraz eta gaztelaniaz: Graba zaitez […] poema bat errezitatzen/Grábate recitando un poema […]. Galdera, ordea, ez da bakarrik gaztelaniarekiko ukipenean sortu ote diren, ezpada nola daitekeen tipologikoki horren ezberdinak diren hizkuntzek kidekotzat hartzea itxuraz horren ezberdinak diren egiturak.

Hauxe da, beraz, giza hizkuntzaren bozak eta zehazki euskarazko boz bihurkari eta boz elkarkariak hizkuntzalaritzari dakarkioten erronka, oraindik ere argitzeke baitago boz hauek zer-nolako ezaugarriak dituzten eta sintaktikoki nola eratortzen ote diren. Azken finean, auzi honi dagokion galdera nagusia hauxe da: nolakoak dira euskarazko boz bihurkari eta boz elkarkaria?

Galdera horri erantzutea oraindik lortu ez bada ere, ageri da euskararen boz hauek aldaketa linguistikoaren erakusgarri direla. Izan ere, giza hizkuntza oro bezala, euskara ere aldatuz doan sistema bat da, ez sistema egonkor eta aldagaitz bat. Hala, bihurkari eta elkarkari iragangaitzak goratzen hasitako bozak direla esan daiteke. Zenbateraino goratuko ote diren edo bazterreko bozak izaten segituko ote duten, hori denborak berak bakarrik erakutsiko du.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Artiagoitia, X. (2003). Reciprocal and reflexive constructions. In J. I. Hualde & J. Ortiz de Urbina (arg.), A grammar of Basque (607–630). Mouton: De Gruyter. DOI: 10.1515/9783110895285.607
• Bilbao, K. (2022). Euskarazko elkarkari iragangaitzak: lexikoak ala sintaktikoak? Fontes Linguae Vasconum, 134, 337–373. DOI: 10.35462/flv134.3
• Bilbao, K., Berro, A. & Fernández, B. (2022). Inkoatibo/arazleak, bihurkari eta elkarkariak eta beste (alegiazko solasaldiak egitura iragangaiztuez). In I. Barberia & A. Iribar (arg.), Papers on Basque Linguistics in Honour of Jon Franco (127-146). Deustuko Unibertsitatea. ISBN: 978-84-1325-171-4.
• Etxepare, R. (2003). Valency and argument structure in the Basque verb. In J. I. Hualde & J. Ortiz de Urbina (arg.), A grammar of Basque (363–426). Mouton: De Gruyter. DOI: 10.1515/9783110895285.363
• Zuñiga, F. & Kittilä, S. (2019). Grammatical voice. Cambridge: Cambridge University Press. DOI: 10.1017/9781316671399

Esker onak:

Lan hau Gogo Elebiduna ikerketa taldearekin egindako lankidetza baten bidez eraman da aurrera. Euskal Unibertsitate Sistemako ikertalde egonkortua (IT1439/22). Hezkuntza Saila, Unibertsitate eta Ikerketa Sailburuordetza, Eusko Jaurlaritza.

Egileaz:

Kristina Bilbao Hernandez Euskal Ikasketetan graduatua da UPV/EHUn eta Hizkuntzalaritza Teoriko eta Esperimentaleko masterrean dihardu egun unibertsitate berean.

 

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Al medir el núcleo de helio hinchado, los físicos han desafiado nuestra mejor comprensión de la fuerza que une los protones y los neutrones.

Un artículo de Katie McCormick. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

Los núcleos de helio excitados se inflan como globos, ofreciendo a los físicos la oportunidad de estudiar la fuerza nuclear fuerte, que une los protones y neutrones del núcleo. Fuente: Kristina Armitage / Quanta Magazine

Una nueva medición de la fuerza nuclear fuerte, que une protones y neutrones, confirma indicios previos de una verdad incómoda: todavía no tenemos una comprensión teórica sólida ni siquiera de los sistemas nucleares más simples.

Para probar la fuerza nuclear fuerte, los físicos recurrieron al núcleo de helio-4, que tiene dos protones y dos neutrones. Cuando los núcleos de helio se excitan, crecen como un globo que se infla hasta que uno de los protones salta. Sorprendentemente, en un experimento reciente, los núcleos de helio no se hincharon según lo planeado: se hincharon más de lo esperado antes de estallar. Una medida que describe esa expansión, llamada factor de forma, es el doble de las predicciones teóricas.

“La teoría debería funcionar”, afirma Sonia Bacca, física teórica de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz y autora del artículo que describe la discrepancia, que se ha publicado en Physical Review Letters. “Estamos desconcertados”.

El núcleo de helio que se hincha, dicen los investigadores, es una especie de minilaboratorio para probar la teoría nuclear porque es como un microscopio: puede magnificar las deficiencias en los cálculos teóricos. Los físicos creen que ciertas peculiaridades en ese hinchamiento la hacen extremadamente sensible incluso a los componentes más débiles de la fuerza nuclear, factores tan pequeños que generalmente se ignoran. Cuánto se hincha el núcleo también corresponde a la blandura de la materia nuclear, una propiedad que ofrece información sobre los misteriosos corazones de las estrellas de neutrones. Pero antes de explicar el aplastamiento de la materia en las estrellas de neutrones, los físicos primero deben averiguar por qué sus predicciones están tan alejadas.

Bira van Kolck, teórica nuclear del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, afirma que Bacca y sus colegas han expuesto un problema importante en la física nuclear. Han encontrado, continúa, un caso en el que nuestra mejor comprensión de las interacciones nucleares, un marco conocido como teoría del campo efectivo quiral, se queda corta.

“Esta transición amplifica los problemas [con la teoría] que en otras situaciones no son tan relevantes”, concluye van Kolck.

La fuerza nuclear fuerte

Los nucleones atómicos (protones y neutrones) se mantienen unidos por la fuerza fuerte. Pero la teoría de la fuerza fuerte no se desarrolló para explicar cómo se mantienen unidos los nucleones. Sino que se usó por primera vez para explicar cómo los protones y los neutrones están hechos de partículas elementales llamadas quarks y gluones.

Durante muchos años los físicos no comprendieron cómo usar la fuerza fuerte para comprender la adherencia de los protones y los neutrones. Un problema era la extraña naturaleza de la fuerza fuerte: se vuelve más fuerte a medida que aumenta la distancia, en lugar de disminuir lentamente. Esta característica les impidió usar sus trucos de cálculo habituales. Cuando los físicos de partículas quieren comprender un sistema en particular, generalmente dividen una fuerza en contribuciones aproximadas más manejables, ordenan esas contribuciones de la más importante a la menos importante y luego simplemente ignoran las contribuciones menos importantes. Con la fuerza fuerte no podían hacer eso.

Luego, en 1990, Steven Weinberg encontró una forma de conectar el mundo de los quarks y los gluones con los núcleos pegajosos. El truco consistía en utilizar una teoría de campo efectiva, una teoría que es tan detallada como necesita ser para describir la naturaleza en una escala de tamaño (o energía) particular. Para describir el comportamiento de un núcleo no necesitas saber de quarks y gluones. En cambio, a estas escalas, emerge una nueva fuerza efectiva: la fuerza nuclear fuerte, transmitida entre nucleones por el intercambio de piones.

El trabajo de Weinberg ayudó a los físicos a entender cómo la fuerza nuclear fuerte emerge de la fuerza fuerte. También les permitió realizar cálculos teóricos basados en el método habitual de aportes aproximados. La teoría, la teoría efectiva quiral, ahora se considera ampliamente como la «mejor teoría que tenemos», explica Bacca, para calcular las fuerzas que gobiernan el comportamiento de los núcleos.

Sonia Bacca, física de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz, ha descubierto que nuestra mejor comprensión teórica de la fuerza nuclear fuerte está en desacuerdo con los resultados experimentales. Foto: Angelika Stehle

En 2013, Bacca utilizó esta teoría de campo eficaz para predecir cuánto se hincharía un núcleo de helio excitado. Pero cuando comparó su cálculo con los experimentos realizados en las décadas de 1970 y 1980 encontró una discrepancia sustancial. Ella había predicho menos hinchamiento que las cantidades medidas, pero las barras de error experimentales eran demasiado grandes para que ella estuviera segura.

Núcleos hinchables

Después de ese primer indicio de un problema, Bacca alentó a sus colegas en Mainz a repetir los experimentos de hace décadas: tenían herramientas más sofisticadas a su disposición y podían realizar mediciones más precisas. Esas discusiones dieron lugar a una nueva colaboración: Simon Kegel y sus colegas actualizarían el trabajo experimental, y Bacca y sus colegas intentarían comprender el mismo intrigante desajuste, si apareciese.

En su experimento, Kegel y sus colegas excitaron los núcleos disparando un haz de electrones a un tanque de gas helio frío. Si un electrón se colaba dentro del alcance de uno de los núcleos de helio, donaba parte de su exceso de energía a los protones y neutrones, lo que provocaba que el núcleo se inflara. Este estado inflado era fugaz: el núcleo perdía rápidamente el control de uno de sus protones, desintegrándose en un núcleo de hidrógeno con dos neutrones más un protón libre.

Al igual que con otras transiciones nucleares, solo una cantidad específica de energía donada permitirá que el núcleo se hinche. Al variar el momento de los electrones y observar cómo respondía el helio, los científicos pudieron medir la expansión. Luego, el equipo comparó este cambio en el hinchamiento del núcleo, el factor de forma, con una variedad de cálculos teóricos. Ninguna de las teorías coincidía con los datos. Pero, extrañamente, el cálculo que más se acercó utilizaba un modelo simplificado de la fuerza nuclear, no la teoría del campo efectivo quiral.

“Esto fue totalmente inesperado”, afirma Bacca.

Otros investigadores están igualmente desconcertados. “Es un experimento limpio y bien hecho. Así que confío en los datos”, afirma Laura Elisa Marcucci, física de la Universidad de Pisa en Italia. Pero, dice, el experimento y la teoría se contradicen entre sí, por lo que uno de ellos debe estar equivocado.

Trayendo el equilibrio a la fuerza

En retrospectiva, los físicos tenían varias razones para sospechar que esta simple medida probaría los límites de nuestra comprensión de las fuerzas nucleares.

Primero, este sistema es particularmente quisquilloso. La energía necesaria para producir el núcleo de helio inflado transitoriamente, el estado que los investigadores quieren estudiar, se encuentra justo por encima de la energía necesaria para expulsar un protón y justo por debajo del mismo umbral para un neutrón. Eso hace que todo sea difícil de calcular.

La segunda razón tiene que ver con la teoría del campo efectivo de Weinberg. Funcionó porque permitió a los físicos ignorar las partes menos importantes de las ecuaciones. Van Kolck sostiene que algunas de las partes consideradas menos importantes y habitualmente ignoradas son, de hecho, muy importantes. El microscopio proporcionado por esta medición de helio en concreto, afirma, está esclareciendo ese error básico.

“No puedo ser demasiado crítico porque estos cálculos son muy difíciles”, agrega. “Están haciendo lo mejor que pueden”.

Varios grupos, incluido el de van Kolck, planean repetir los cálculos de Bacca y descubrir qué salió mal. Es posible que simplemente incluir más términos en la aproximación de la fuerza nuclear sea la respuesta. Por otro lado, también es posible que estos núcleos hinchables de helio hayan expuesto un fallo fatal en nuestra comprensión de la fuerza nuclear.

“Expusimos el rompecabezas, pero desafortunadamente no lo hemos resuelto”, concluye Bacca. «Aún no.»

 

El artículo original, A New Experiment Casts Doubt on the Leading Theory of the Nucleus, se publicó el 12 de junio de 2023 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Un nuevo experimento arroja dudas sobre la principal teoría del núcleo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Nahúm Méndez

Gure eguzki sisteman asteroide asko daudenez, gorputz talderik heterogeneoenetako bat osatzen dute eta, beren tamaina eta urruntasunagatik, batzuetan behatzeko eta aztertzeko zailenetako bat ere, gure planetara hurbiltzen direnean edo haraino zunda bat bidaltzeko zortea dugunean izan ezik. Asteroide horietako bat 3200 Phaethon da. Apenas 6 km-ko diametroa duen gorputz txiki hori 1983ko abenduan aurkitu zen, eta teleskopio espazial batek deskubritutako lehen asteroidea izan zen. Gainera, hamarkadak daramatza zientzialariak harritzen, asteroidea izan arren, Eguzkira gerturatzean kometek dutenaren antzeko adats bat garatzen baitu. Beraz, Phaethon objektu kategoria berri samar baten barruan dago, asteroide aktiboenean alegia. Kategoria hori asteroideenen antzeko orbitak dituzten baina Eguzkiaren inguruko orbitaren uneren batean kometa adats bat garatzen duten gorputzek osatzen dute.

1. irudia: Phaethonen irudiak, Areciboko irrati teleskopioak 2017ko abenduaren 17an ateratakoak. (Argazkia: Arecibo Observatory/NASA/NSFk eskainitako irudiak. Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)

Hori bai, kategoria horren barruan badira beste zenbait objektu beste arrazoi batzuengatik adats bat garatu dutenak, modu errepikakorrean izan ez bada ere. Batzuek, adibidez, inpakturen bat jasan ostean, beren materiaren zati bat egozten dute, errotazio oso azkar baten ondorioz –partikulek asteroidearen grabitatetik ihes egiten dute– edota zunda batek beren azaleraren aurka talka egin duelako, 2022an DART misioarekin gertatu zen bezala.

Bestalde, urtero, abenduaren erdialdera, Phaethonek atzean uzten dituen hauts partikulek Geminiden meteoro zaparrada ekartzen dute. Partikula horiek gure atmosferan sartzen dira haiekin gurutzatzen garenean, eta hori, normalean, kometen jarduerak eragiten du asteroideenak baino gehiago.

Orduan, zer dela eta garatzen du Phaethonek adats bat? Azterlan berri baten arabera, ikusten ari garena ez da kometena bezalako adats bat, gorputz horiek osatzen dituen izotza sublimatzen eta gas bihurtzen hasten denean eratzen dena eta arroka zein hauts partikulak erauzten eta bidean uzten dituena, zerbait exotikoagoa baizik.

2. irudia: Phaethon, hainbat behatoki eta iragazkiren bidez ikusita. Goi-ezkerraldeko irudian, asteroidea, sodioa detektatzea ahalbidetzen duen iragazkiarekin ikusita. Goi-eskuinaldeko irudian, hautsa detektatzea ahalbidetzen duen iragazkiarekin ikusita; bertan asteroidea ere ez da hautematen. Bi irudiak SOHO behatokitik atera dira. (Iturria: Zhang et al. (2023))

Dirudienez, antzematen dugun adatsaren osagai nagusia gas egoeran dagoen sodioa da, asteroidearen azalaren tenperatura altuen ondorioz eratzen dena gorputza Eguzkitik gertuen dagoenean: 21 milioi kilometrora soilik egotera iristen da, Merkurioren eta Eguzkiaren arteko distantziaren ia herenera, alegia. Izan ere, tenperatura horiek aski altuak dira mineralen eta beste konposatu batzuen parte izan daitekeen sodioa lurruntzeko.

Nola iritsi gara aurkikuntza horretara? Arazo handiak ditugu Phaethonen adatsa Lurretik behatzeko, gure planetatik oso gertu dagoenean garatzen denez, ezinezkoa baita ohiko teleskopio astronomikoen bidez hautematea; eguzki behatokietatik, ordea, badugu ikustea.

Eguzki behatoki horietako bik, SOHOk eta STEREOk, xehetasunez aztertu ahal izan dituzte Eguzkiarenganako azken hurbilketak. Gainera, tresna horiek asteroidea hainbat iragazkiren bidez ikertzeko eta, horrela, adatsa hautsez edo beste elementu batzuez osatuta dagoen bereizteko aukera ematen dute.

SOHOren irudiek adatsa gas egoeran dagoen sodioak osatzen duela baieztatzen dute: sodioa antzemateko gai den iragazkiarekin, asteroidea distiratsu agertzen da; behaketa berbera hautsa detektatzeko gai den iragazkiarekin errepikatzean, berriz, asteroidea ez da azaltzen.

3. irudia: SOHO behatokitik 2011n ikusitako Eguzki-arraseko kometa bat. (Argazkia: NASA/ESA-Caltech. Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)

Erantzuna iruditu dakigukeen horrek bi galdera berriri irekitzen die atea: Lehenik, adatsa sodio lurrunez osatuta badago, nondik ateratzen dira Geminiden zaparrada eragiten duten partikulak? Phaethonek jasandako talka baten ondorioz edo haren errotazio abiadurak eragindako haustura baten kausaz sortu ote ziren duela milaka urte gutxi batzuk?

Eta bigarrenik, eguzki behatokiei esker, Eguzkira gerturatzean adats bat garatzen duen gorputz talde garrantzitsu bat aurkitu da, Eguzki-arrasekoena, hain zuzen ere… Kometak al dira benetan ala kasu honetan ere haien antzeko portaera duten asteroideen aurrean al gaude?

Erreferentzia bibliografikoa:

Zhang, Qicheng; Battams, Karl; Ye, Quanzhi; Knight, Matthew M.; Schmidt, Carl A. (2023). Sodium brightening of (3200) Phaethon near Perihelion. The Planetary Science Journal, 7, 40. Doi: 10.3847/PSJ/acc866.

Egileaz:

Nahúm Méndez Chazarra geologo planetarioa eta zientzia-dibulgatzailea da.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko maiatzaren 1ean: La extraña cola de Faetón.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Uno de los mayores debates que existen sobre la historia de Marte es si en algún momento existió un gran océano que habría cubierto al menos un tercio de la superficie del planeta, en lo que hoy es la gran cuenca boreal, una enorme “llanura deprimida” que existe en el hemisferio norte y que topográficamente marca un enorme contraste con las tierras altas, mucho más antiguas y elevadas.

Este debate existe por varias razones. La primera es que todavía no tenemos del todo clara la historia climática de Marte, y si en algún momento las condiciones fueron lo suficientemente cálidas y estables como para permitir un océano -al menos no un océano efímero. Aunque sí tenemos claro que al menos hubo agua en superficie por las grandes pruebas de escorrentía, ríos, deltas, lagos e incluso de redes fluviales formadas por la precipitación. Probablemente, de haber existido, habría sido alrededor de los mil primeros millones de años de su historia.

Visualización de como podría haber sido ese gran océano marciano que cubriría toda la cuenca boreal al principio de su historia. Cortesía de NASA’s Goddard Space Flight Center.

Los estudios más recientes basados en simulaciones numéricas, como el de Schmidt et al. (2022) afirman que si es posible que hubiese un océano, aunque las condiciones climáticas no serían del todo cálidas, sino más bien frías y húmedas, pero podría haber existido un pequeño efecto invernadero gracias al hidrógeno emitido por las erupciones volcánicas y al dióxido de carbono, permitiendo la existencia de un océano muy cerca del punto de congelación, pero también de un ciclo hidrológico que permitiese algo de precipitación en estado líquido, aunque habría grandes zonas cubiertas por el hielo.

En segundo lugar, las evidencias geomorfológicas sobre una posible línea de costa nunca han sido concluyentes del todo, y esto podía ser debido a varias circunstancias: o bien porque nunca hubo una línea de costa como tal, y, por lo tanto, tampoco un océano, o bien porque esta había sido modificada posteriormente por otros procesos y en consecuencia difícilmente reconocible en la actualidad.

Aun así, también en los últimos años hemos tenido constancia del descubrimiento de depósitos sedimentarios y formas erosivas asociados a antiguos tsunamis que habrían ocurrido precisamente en este posible océano (Rodríguez, J. Alexis et al (2016), Rodríguez, J. Alexis et al (2022)), y cuyo origen habría sido uno o varios impactos de asteroides sobre el océano (Costard et al. (2019)), algo parecido a lo que ocurrió en nuestro planeta hace aproximadamente 66 millones de años y que sentenció a los cinematográficos dinosaurios, entre otras muchas especies.

En la imagen superior, bloques rocosos dejados por un tsunami, donde las flechas amarillas indican una escala de 10 metros, lo que nos ayuda a hacernos una idea de la enorme energía de este fenómeno. Abajo, canales excavados por el agua en su regreso, y cuya dirección marca la flecha de color blanco. Cortesía de Alexis Rodríguez.

Pero tenemos una nueva serie de pruebas muy interesantes aportados por la misión china Tianwen-1, que llevaba consigo un pequeño rover que aterrizaría en mayo de 2021 en Utopía Planitia, la cuenca de impacto más grande de todo el Sistema Solar, el mismo lugar donde por ejemplo aterrizaría también la misión norteamericana Viking 2 en la década de los 70. Esta gran cuenca formaría parte del hipotético océano boreal, aunque las imágenes tomadas de su superficie por la Viking 2 nos recordaba más a un desierto pedregoso que al lecho de un antiguo océano.

Pero el Zhurong parece dispuesto a sorprendernos con las observaciones que ha hecho a lo largo de sus dos kilómetros de recorrido por la superficie marciano. Y es que un nuevo estudio publicado por Long Xiao et al. (2023) en la revista National Science Review aporta las primeras pruebas en superficie de rocas sedimentarias formadas en un ambiente marino que apoyarían la teoría del gran océano boreal.

Estos científicos se han centrado en las estructuras sedimentarias presentes en las rocas que ha podido fotografiar el rover, descubriendo que las estructuras que se observan no coinciden con las de rocas volcánicas, ni tampoco con las que esperaríamos si el modo de depósito hubiese sido eólico, sino que parecen demostrar un flujo alternante entre dos direcciones similar al que en nuestro planeta hay en ambientes marinos poco profundos.

Interpretación de las estructuras sedimentarias encontradas por el Zhurong. Las laminaciones de tipo “herringbone” (o cola de arenque, por su forma) se interpretan en este estudio como fruto de corrientes bimodales que se alternaron hacia un lado y hacia otro. Cortesía de Long Xiao et al. (2023).

Esta alternancia en direcciones no es muy habitual tampoco en los ambientes fluviales donde la corriente principal de los ríos suele ser siempre la misma y, aunque en el caso de las dunas eólicas si pueden existir regímenes bimodales de viento, no suelen ser direcciones opuestas, salvo en casos muy concretos. Además, el pequeño tamaño de las estructuras parece también descartar un origen eólico.

Los científicos han podido apreciar en el detalle de estas rocas que la intensidad de las corrientes es diferente hacia un lado que hacia el otro, estudiando el tamaño de los granos que arrastraba el agua, ya que el agua no lleva la misma energía en su subida que en su bajada.

Las estructuras sedimentarias estudiadas por los autores sugieren la existencia de pequeños ciclos de mareas, no tan intensos como los de la Tierra debido al pequeño tamaño de los satélites, formando las estructuras registradas en la roca en ese ir y venir. Además, también piensan que estos depósitos se formaron probablemente en una etapa de regresión del océano, ya que se encuentran a casi 300 kilómetros de lo que habría sido una de las líneas de costa y a 500 metros por debajo del nivel del agua.

Estos nuevos detalles abren de nuevo el debate sobre la existencia de un posible gran océano sobre Marte y la necesidad de volver a explorar con más detalle estas zonas donde podríamos encontrar las pistas definitivas que sienten por fin esta cuestión, que sin duda, abriría otras muchas.

Referencias:

Schmidt, F. et al. (2022) ‘Circumpolar Ocean Stability on mars 3 gy ago’, Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(4). doi:10.1073/pnas.2112930118.

Costard, F., et al. “The Lomonosov Crater Impact Event: A Possible Mega‐tsunami Source on Mars.” Journal of Geophysical Research: Planets, vol. 124, no. 7, 2019, pp. 1840–1851, https://doi.org/10.1029/2019je006008.

Rodriguez, J. Alexis, Alberto G. Fairén, et al. “Tsunami Waves Extensively Resurfaced the Shorelines of an Early Martian Ocean.” Scientific Reports, vol. 6, no. 1, 2016, https://doi.org/10.1038/srep25106.

Rodriguez, J. Alexis, Darrel K. Robertson, et al. “Evidence of an Oceanic Impact and Megatsunami Sedimentation in Chryse Planitia, Mars.” Scientific Reports, vol. 12, no. 1, 2022, https://doi.org/10.1038/s41598-022-18082-2.

Xiao, L. et al. (2023) ‘Evidence for marine sedimentary rocks in Utopia Planitia: Zhurong Rover Observations’, National Science Review [Preprint]. doi:10.1093/nsr/nwad137.

Para saber más:

Pero, entonces, ¿de dónde vino el agua de Marte?
Pero, ¿es que existen lagos en Marte?

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.

El artículo Nuevas pruebas a favor de un gran océano boreal en Marte se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Karbonoaren gaineko zergek produktuen kostuak igotzen dituzte, haien kontsumoa murrizteko helburuarekin. UPV/EHUko Ekonomia eta Enpresa Fakultatean, zenbait esperimenturen bidez frogatu dute produktuen prezioan karbono-tasa agerian jartzeak eta karbonoaren gaineko zerga bat ordaintzen ari dela jakiteak kontsumitzaileen lizentzia morala aktibatzen duela eta gehiago kontsumitzeko joera erakusten dutela.

Klima-aldaketari aurre egiteko, merkatuan oinarritutako politika garrantzitsutzat jotzen da karbono-kontsumo intentsiboa duten ondasunen eta zerbitzuen prezioa igotzea, karbono-emisioen gaineko zerga baten bidez. Zerga horren ondorioz, “ekoizleak diru-kopuru finko bat ordaindu beharko luke atmosferara isurtzen duen CO2-kilogramo bakoitzagatik. Hala, produktu kutsagarrien ekoizpen-kostuak garestituko lirateke, produktuen prezioak igo eta eskaera jaitsi”, azaldu du Aitor Marcos UPV/EHUko Ekonomia eta Enpresa Fakultateko ikertzaileak.

Irudia: karbono-tasa ordaintzen ari direla jakiteak kontsumitzaileen lizentzia moralak aktibatzen ditu. (Argazkia: geralt – domeinu publikoko argazkia. Iturria: Pixabay.com)

Herrialde askotan arazoak izan dira zerga hau aplikatzerakoan, jendea aurka azaldu izan delako; horrenbestez, karbonoaren gaineko zergen eraginari buruzko gardentasuna eskatzen dute aditu askok. Agintari politikoen esku dago karbonoaren gaineko zerga edo karbono-tasa publikoarentzako salmenta-prezioaren berariazko osagai gisa agerian jartzea edo ezkutuan uztea. Eta gardentasun horrek oharkabeko ondorio batzuk izan ditzakeela ohartarazi dute UPV/EHUko Ekonomia eta Enpresa Fakultateko zenbait ikertzailek. Izan ere, frogatu dute prezioan ikusgai jartzen diren karbono-tasek ezkutuan uzten direnak baino eraginkortasun txikiagoa dutela eskaera murrizteari dagokionez.

Eragin handiagoa klima-aldaketarekin kezkatuta dauden pertsonengan

Zenbait esperimentu egin dituzte AEBn kontsumo handiko bost produkturekin: kirol-oinetako batzuk, hanburgesa bat, telebista bat, mugikor bat, mikrouhin-labe bat. “Ez dira oso produktu kutsagarriak, baina ekoizpen-prozesu energetikoki intentsiboa dute, eta haien kontsumo absolutua oso handia da gaur egun”. Erosle-talde bati karbonoaren gaineko zerga prezioaren etiketan agerian zeukatela eskaini zizkioten produktuak, eta beste talde bati zerga ezkutuan zeukatela; prezioa berbera zen bi kasuetan.

Ikerketan frogatu dute “karbonoaren gaineko zerga bat edo karbono-tasa ordaintzen ari direla jakiteak kontsumitzaileen lizentzia moralak aktibatzen dituela, eta produktu horien eskaera txikitu beharrean areagotu ere egiten dela”. Oso jarrera paradoxikoa dela adierazi du ikertzaileak: “Zerga ordaintzea positibotzat jo daitekeenez, kontsumitzaileek moralki justifika dezakete produktu kutsagarriak erostea. Alegia, kontsumitzaileek produktu kutsagarriak erosten jarraituko dute, uste dutelako zerga ordaintzeak kutsatzeko baimen morala ematen diela”.

Aitor Marcosek azaldu duenez, “ikusi genuen parte-hartzaileen erosteko asmoa sistematikoki handiagoa zela karbonoaren gaineko zerga agerian zegoenean. Talde horretako kontsumitzaileek zuten produktua erosteko asmo handiagoa; beren buruarekiko irudi moral positiboagoa zeukaten, eta horrek lizentzia moralaren hipotesia berresten du”. Halaber, hauteman dute karbonoaren gaineko zergek eragin handiagoa izan dutela klima-aldaketarekin kezkatuta dauden eta kontserbadore ez diren pertsonengan; izan ere, “pertsona horietan handitu zen gehiago karbono-tasa ordaintzeak piztutako autokontzeptu morala. Ez zuten karbono-tasa ondo interpretatzen, eta horra hor paradoxa, pertsona horiek baitira karbono-tasa aplikatzeko orduan gardentasun handiagoa eskatzen dutenak”.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Produktuen karbono-tasa erakusteak beroriek erosteko joera handitzen du.

Erreferentzia bibliografikoa:

Hartmann, Patrick; Marcos, Aitor; Barrutia, Jose M. (2023). Carbon tax salience counteracts price effects through moral licensing. Global Environmental Change, 78. DOI: 10.1016/j.gloenvcha.2023.102635

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