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Uxue Razkin Bizitzan zehar hartzen ditugun erabaki batzuk ez ditugu sobera pentsatzen; ustekabean sortzen dira baina horiek batzuetan erabakigarriak izan ohi dira. Hauxe izan liteke Ines Mandlen kasua. Hizkuntzak eta moda zituen gustuko, eta horietan abila zen gainera, baina bat-batean iritziz aldatu zuen, haize handia dabilenean haize-orratzak norabidea aldatzen duen moduan. Gauzak horrela, aipatutako bi alorrak alboratu eta kimika ikastea erabaki zuen Irlandako Unibertsitatean, Corken. Liburutegi publikoan igaro zituen orduak eta orduak; bere lekurik kuttunena zen, izan ere, hiriko eta bere pisuetako hotzetik babesten zuen.

Zientziara gerturatzeak bere bizitza aldatu zuen erabat eta era berean, aldaketa horrek ahalbidetu zuen bere belaunaldiko biokimikaririk ezagunena bilakatzea: Clostridium histolyticum bakterioaren kolagenasa entzima isolatzea lortu zuen lehen ikertzailea izan zen.

Ernst eta Ida Hochmuth (Bassan abizena zuen jaiotzez) senar-emazteen alaba bakarra izan zen Ines (Viena, 1917). Austriako hirian lehen eta bigarren hezkuntzako ikasketak egin zituen. 1936an, Hans Mandlekin, bere aitaren lankide batekin, ezkontzea erabaki zuen eta biak Londresera joan ziren bizitzera. Bertan hiru urte igaro ondoren, Irlandara joan ziren.

1. irudia: Ines Mandl biokimikaria. (Argazkia: Ines Mandl Research Foundation)

Garai hartan, Europako giroa nahiko asaldatuta zegoen. 1938an, Austriaren eta Alemania naziaren arteko anexioa gertatu zen, Anschluss ere deitua (“lotura” alemaneraz); Alemaniako indar armatuek herrialdea inbaditu zuten garaia izan zen. Horren kariaz, Austriari izena aldatu eta Ostmark jarri zioten, Hirugarren inperioaren (Al. Dritter Reich) probintzia, alegia. Bigarren Mundu Gerran, Mandl ezin izan zen Corketik mugitu gerra bukatu zen arte. Ez zuen denbora alferrik galdu baina. Izan ere, Irlandako Unibertsitateko Kimikako gradua lortu zuen.

1945ean, bere senarrarekin batera, Estatu Batuetara emigratu zuen, zehazki New Yorkera, dolar bateko billeteak bere arropan ezkutatuta zeramatzala. Hara iritsi bezain laster, zientzian murgildu zen berriz. 1947an, Brooklyneko Institutu Politeknikoan (egungo New York University Tandon School of Engineering deritzona) doktoretza-ikasketak egin zituen proteinen, peptidoen eta aminoazidoen fotokimikari buruz, hain zuzen. Hala, Ines doktoretza bukatu zuen lehen emakumea izan zen. Anekdota gisa, bere klaseetan Carl Neuberg izan zuen irakasle, “biokimika modernoaren aita”.

Kolagenasa eta ehun konektiboa

Doktoretza bukatu ostean, Columbiako Unibertsitatean hasi zituen bere ikerketa-lanak eta bertan urteak igaro zituen 1986an erretiroa hartu zuen arte. Ikertzaile izan zen lehendabizi, ondoren irakasle elkartu izatera heldu zen. Bere azken etapan, biokimikako irakasle lanetan ibili zen. Aurretik aipatu moduan, 1950ean Clostridium histolyticum bakterioaren kolagenasa entzima isolatzea lortu zuen. Entzima honek kolagenoaren –ehun konektiboan aurkitzen den proteina molekula bat da–, lotura peptidikoak hautsi egiten ditu. Modu honetan, kolagenasa entzimak ehun berriaren formakuntzan laguntzen du, eta erredurak, ultzerak, diskoko hernia eta ehun konektiboaren gaixotasunak sendatzeko erabil daiteke, Dupuytren gaixotasuna, kasu. Horretaz gain, Mandlek beste ikerketa batzuk egin zituen, hala nola elastina proteina aurkitu eta birika-enfiseman betetzen duen eginkizuna zehaztu zuen. Gainera, elastasaren ezaugarriak argitu zituen. Ezin dugu ahantzi biokimikari honek egindako jaioberrien arnas-arazoen inguruko ikerlana.

2. irudia: Dupuytren gaixotasunari dagokion sintoma hatz nagian ikus daiteke. (Argazkia: Wikimedia Commons)

Argitalpen eta sari ugari

Guztira, 140 zientzia-argitalpen baino gehiagotan agertzen da egilekide gisa. Gainera, 1972an, Connective Tissue Research aldizkaria sortu zuen eta 1986.urtera arte horren buru izan zen. Sariei dagokienez, bi nabarmentzen dira: American Societ of European Chemists and Pharmacists-ek eman zion Carl Neuberg domina, eta kolagenasa entzimari buruz egindako lanagatik jaso zuen Garvan-Olin domina, American Chemical Societyk banatutakoa, alegia. Hori gutxi balitz, Arteen eta Zientzien Ameriketako Estatu Batuetako Akademiak eta New Yorkeko Zientzien Akademiak euren kide izendatu zuten. Azkenik, Ines Mandl ikerketa-fundazioa (IMRF) sortu zuen, ehun konektiboaren gaixotasunei aurre egiteko sendabideak aurkitzeko asmoz.

Erretiroa hartu ondoren, Maui eta Torremolinosen zituen etxeetara joateko ohitura zuen. Austria eta beste hainbat Europako herrialde bisitatu zituen ere, 2016an zendu zen arte. Ines Mandlek jakin-min handia zuen; oso independentea zen eta bere lagunek zioten moduan, oroimen ona zuen, entziklopedia bat zirudien.

Iturriak:

• Ines Mandl, Wikipedia.
• Ines Mandl, Mandel Research Found.
• Gisela Holfter and Horst Dickel, An Irish Sanctuary: German-speaking Refugees in Ireland 1933–1945, De Gruyter Oldenbourg, 2016
• 100th Birthday: Ines Mandl, Chemistry Views, 2017ko apirilaren 17a.
• El trabajo incansable de la bioquímica Ines Mandl: en busca de curas para las enfermedades del tejido conectivo, Mujeres con Ciencia, 2018.

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Egileaz: Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

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Foto: Deborah García Bello

En las redes sociales hay personas con miles de seguidores que enseñan cuáles son sus remedios para luchar contra el acné. Personas sin formación científica ni vínculo alguno con la profesión sanitaria recomiendan mascarillas de yogur, miel, bicarbonato o limón. Estas mascarillas, además de ser ineficaces contra el acné, pueden causar graves daños en la piel. Desde hace poco nos enfrentamos a una nueva recomendación por parte de algunos influencers cuyo daño es de mayor envergadura. Se trata de las toallitas Eridosis. Las toallitas Eridosis son un medicamento sujeto a prescripción médica cuyo principio activo es un antibiótico. En las redes hay quien recomienda este medicamento con ligereza, como si se tratase de una simple toallita desmaquillante. Este es el origen del problema, pero no termina ahí. Hay farmacias que dispensan este medicamento sin pedir la receta médica y sin dar ningún tipo de información.

• Las toallitas Eridosis son un medicamento, no un cosmético.

La diferencia entre un medicamento de uso tópico y un cosmético es la actividad farmacológica. Mientras que en un cosmético ningún principio activo puede penetrar más allá de la dermis, en un medicamento de uso tópico el principio activo sí puede penetrar y tener actividad farmacológica más allá de la barrera cutánea. Las bases reguladoras para su fabricación y distribución también son diferentes. Los medicamentos solo se venden en farmacia; mientras que los cosméticos son de venta libre. El laboratorio cosmético es quien decide en qué canal vende sus productos.

Las toallitas Eridosis son un medicamento. Pertenecen a los laboratorios Reig Jofre y son un preparado anti-acné para uso tópico. Es uno de los tratamientos más prescritos por médicos ante casos de acné leve y moderado.

El principio activo que contiene es la eritromicina. Cada toallita está impregnada con un mililitro de una disolución de eritromicina al 2% de concentración (20 mg de eritromicina por cada ml de preparado).

Eritromicina. Fuente: Wikimedia Commons

 

La eritromicina es un antibiótico del grupo de los macrólidos, con acción bacteriostática. Aunque es un antibiótico de espectro antibacteriano moderadamente amplio, es especialmente activo frente al Propionibacterium acnes, la bacteria responsable del acné.

El mecanismo exacto por el cual la eritromicina reduce el acné vulgar no es bien conocido. Sin embargo, se sabe que la eritromicina actúa por inhibición de la síntesis de proteínas en microorganismos sensibles y de esa forma se explica su actividad antibacteriana.

• Contraindicaciones y advertencias de Eridosis.

Como en cualquier otro medicamento, en el prospecto de Eridosis figuran una serie de contraindicaciones, precauciones, advertencias y reacciones adversas. Es un medicamento y, como tal, puede producir ciertos efectos secundarios.

Hay que tener especial precaución durante el embarazo y la lactancia con el uso de eritromicina tópica. La razón es que la eritromicina atraviesa la placenta, alcanzando concentraciones bajas en el feto, pero no despreciables. La seguridad de su uso durante el embarazo no ha sido establecida, por eso se aconseja que este medicamento se utilice solo cuando se estime imprescindible y siempre que el beneficio supere el posible riesgo.

Con respecto a la lactancia se desconoce si la eritromicina se excreta con la leche materna tras la administración tópica. Sin embargo, es sabido que la eritromicina administrada por vía sistémica se excreta con la leche materna, por ese motivo se aconseja administrar este medicamento con precaución a madres lactantes.

No obstante, en el prospecto de Eridosis se indica que «los resultados de los estudios realizados con Eridosis al 2% demostraron que no aparecen niveles detectables de eritromicina en el suero sanguíneo de los pacientes acneicos tratados».

Los efectos adversos de este medicamento son, en general, leves y transitorios. Los efectos secundarios que se manifiestan más frecuentemente son alteraciones dermatológicas como eritema, sequedad de la piel, piel escamosa, prurito, irritación, sensación de quemazón cutánea y ampollas (pustulosis exantemática). El uso tópico de este medicamento, concomitante con otras terapias contra el acné, deben realizarse con precaución y bajo supervisión médica debido a la posibilidad de acumulación de efectos irritantes.

En el prospecto de Eridosis también se advierte que «la utilización de agentes antimicrobianos (especialmente en terapias prolongadas) puede estar asociada con la proliferación de gérmenes resistentes a los antibióticos». La resistencia a los antibióticos es la pandemia más grave que se nos viene encima en este siglo.

• Los influencers recomiendan y las farmacias dispensan

Para documentarme para este artículo visité seis farmacias españolas. En todas ellas pedí “las toallitas Eridosis”. Solo en una de las seis farmacias me indicaron que se trataba de un medicamento sujeto a prescripción médica y que no lo dispensarían sin receta. Allí me explicaron que se trata de un antibiótico, me hablaron del problema de la resistencia a los antibióticos y de los posibles efectos adversos y contraindicaciones. En las otras cinco farmacias no habría tenido ningún problema en llevarme el medicamento. No me hicieron ninguna pregunta. Son tres euros veinte. Nada más. Compré el medicamento en una de ellas para ver el prospecto actual y escribir este artículo.

Foto: Deborah García Bello

En el lateral de la caja de Eridosis aparece escrito en negrita «Con receta médica». En el frontal, al lado del código nacional del medicamento, aparece un círculo. También aparece en cada sobre. Ese círculo es el símbolo que indica «dispensación sujeta a prescripción médica».

• A modo de cierre

Las redes sociales son muy útiles a la hora de difundir información, también desinformación. Y aunque las recomendaciones sanitarias de un influencer sin formación científica tendrían que parecer un chiste para cualquiera, la realidad es que no es así, y hay personas que siguen sus consejos. Unos y otros por ignorancia.

Compañías como Google han empezado a tomar medidas relacionadas con esto, como prohibir los anuncios de tratamientos médicos especulativos y sin evidencia científica suficiente. Sería conveniente que las redes sociales filtrasen los contenidos con implicaciones sanitarias. Se censuran los pezones femeninos, pero no se controlan los anuncios de antibióticos. Al teclear “eridosis” en el buscador de cualquier red social aparecen decenas de publicaciones en las que personas sin formación recomiendan su uso.

No obstante, la responsabilidad final recae en el personal sanitario. Las farmacias no deberían dispensar medicamentos sujetos a prescripción médica sin solicitar receta y sin orientar al paciente.

A modo de cierre. Si tienes la sospecha de padecer acné, no busques el remedio en las redes sociales. Pide consejo en la farmacia y acude al médico.

Para saber más:

Ni mitos ni remedios caseros: así me libré del acné.

Sobre la autora: Déborah García Bello es química y divulgadora científica

Nota de la autora: Deliberadamente en este artículo no se ha enlazado ninguna publicación de influencers que hayan recomendado el uso de Eridosis. Una de las razones es no fomentar más su difusión. Otra de las razones es no inducir linchamientos en las redes sociales. Por educación y por elegancia, elijo criticar el hecho y no la persona. Y porque para brillar es mejor echarse purpurina.

El artículo Recomiendan el antibiótico Eridosis para el acné en sus redes sociales, pero no son médicos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Amaia Núñez Del Moral eta Amaia Maite Erdozain Fernandez Zientziak aurrera egin duen heinean, neuronen arteko informazioaren garraioa nola ematen den hobeto ezagutzen joan gara. Nahiz eta oraindik prozesua guztiz ez ezagutu, informazio ugari gehitu da sinapsien lehenengo teoriatik egungo teoriara.

1. irudia: Konexio neuronaletan laugarren egitura batek eragin zuzenak dituela frogatu dute: zelulaz kanpoko matrizea. (Irudia: GerryShaw).

Agian konexio neuronalen arteko ikuspegi ezagunena sinapsi bipartitaren teoriarena da. Teoria honetan bi partaide daude: neurona presinaptikoa, neurotransmisoreak jariatzen dituena, eta neurona postsinaptikoa neurotransmisoreentzako hartzaileak dituena. Neurotransmisoreen bidez neurona batetik beste neurona batera garraiatzen da informazioa. Teoria hau zuzena bada ere, errealitatearekin konparatuz oso sinplea da.

Sinapsi bipartitaren ondoren hainbat ikerketek glia zelulek konexio neuronaletan eragina zutela frogatu zuten, eta horrela astroglia izeneko zelulak sinapsien hirugarren partaide bezala deskribatu ziren. Alde batetik, astrozitoek nutrientez hornitzen dituzte neuronak eta baita bere hondakinak garbitu ere, burmuinera heltzen den odol-fluxua kontrolatzen dute eta glutamato neurotrasmisorearen birziklapen biologikoa egiten dute. Eta bestetik, konexio neuronaletan modu aktibo batean hartzen dute parte: glutamato neurotransmisorearen kantitatea murrizten dute tarte sinaptikoan eta gliotransmisore izeneko biomolekula transmisoreak askatzen dituzte, zeinek neurona pre- eta post-sinaptikoetan hartzaileak dituzte, glutamatoaren askapena eta glutamatoarentzako hartzaileen kitzikapen gaitasuna kontrolatuz.

Azkeneko urteotan egindako ikerketa anitzek konexio neuronaletan laugarren egitura batek eragin zuzenak dituela frogatu dute: zelulaz kanpoko matrizea (ZKMa). ZKMa ehun eta organo guztien osagaia da, zelulen kanpoaldean kokatzen diren eta funtzio ezberdinak dituzten molekula ezberdinez osatutakoa. Molekula hauek elkarri eragiten diote eta garunean 3 taldetan sailkatzen diren sare molekular sorta anitzak sortzen dituzte. Konexio neuronalei dagokionez, bere kokapena dela eta, sare perineuronala deritzon ZKMko taldea da garrantzitsuena. Sare perineuronalak neuronak eta dendrita proximalak inguratzen dituen dentsitate handiko geruza berezia da, eta beraz sinapsietan kokatzen da. (Ikus 1. Irudia)

2. irudia. Sare perineuronalaren irudi eskematikoa: marroiz azido hialuronikoa; morez lotura proteinak, urdinez aggrecan, neurocan edota brevican proteinak; laranjaz glikosaminoglikano katea (kondroitin sulfatoa, adibidez) eta gorriz tenaszina-R.

Bizitzan zehar konexio neuronalak aldatzen doaz, eta era berean sare perineuronala osatzen duten molekula motak eta hauen kopurua ere. Horrela, garatzen ari den garunean ZKMko molekulek migrazio zelularrean, axoien hazkuntzan eta luzapenean, neurogenesian eta gliogenesian parte hartzen dute, ama zelula neuronalen bereiztea, beraien garun-azaleko kokapena eta bereiztutako neuronen hazkuntza kontrolatuz. Funtzio hauek hainbat mekanismoen bidez betetzen ditu: hartzaileen bitartez, neuronen gainazaleko beste molekulekin elkar eragiten, hazkunde- faktoreei lotuz edo beraien egituretan barneratuz.

Nerbio sistema helduan sare perineuronalak garuna garatzean sortu diren konexioak egonkortzeaz eta neurona helduetan sinapsi berrien formazioa mugatzeaz gain, plastikotasun sinaptikoan eragiten du. Plastikotasun sinpatikoa nerbio sistema ingurunera moldatzea eta ikaste- eta memoria- prozesuak baimentzen ditu. Helduen ZKMak plastikotasun sinaptikoa mugatzen edo sustatzen dituzten molekulak ditu eta beraz neuronen arteko informazioaren garraio egokia kontrolatzen du. Nahiz eta oraindik funtzio hauen mekanismo asko ezezagunak izan, batzuk garapen aldikoaren antzekoak dira. Baina oraindik mekanismo asko ezezagunak dira. Gainera, garunean plastikotasun sinaptikoa errazteko ZKMa birmoldatzen duten entzimak daude. Hauek ZKMko proteinak eta zelula gainazaleko molekulak moztu ditzakete, molekula inaktiboak edo aktiboak sortuz.

Horretaz gain, ZKMko molekulen eta hauek degradatzen dituzten entzimen aldaketek hainbat neurogarapeneko gaixotasunekin eta gaitz neuropsikiatrikoekin erlazionatu dira: eskizofreniarekin, autismoarekin eta Alzheimerren gaixotasunarekin, besteak beste. Hala ere, oraindik egitura honi buruz dagoen informazioa urria da. Beraz, konexio neuronalen eta garunaren funtzionamendua eta gaixotasun neurologikoen garapena guztiz ezagutzeko ZKMaren inguruan ikertzen jarraitzea funtsezkoa da.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 34
• Artikuluaren izena: Sinapsien ikuspegi modernoa: zelulaz kanpoko matrizearen funtzioa konexio neuronalean.
• Laburpena: Sinapsiaren azkeneko teoriak, sinapsi tetrapartitak, laugarren partaide bat gehitzen du neuronen arteko informazio garraioan eta birmoldaketa sinaptikoan: zelulaz kanpoko matrizea (ZKMa). Era honetan, konexio neuronalen osagaiak neurona presinaptikoa, neurona postsinaptikoa, glia eta ZKMa izango lirateke. ZKMa zelulen kanpoaldean dauden eta funtzio ezberdinak dituzten zenbait molekulak osatzen dute. Haren garrantzia ez da funtzio fisiologikora mugatzen, izan ere bere funtzioen alterazioak neurogarapenezko gaixotasunak eta gaitz neurologikoak eta neuropsikiatrikoak ere ekar baititzake. Ondorioz, ZKMa gaur egun osasun-zientzietarako funtsezko tresna da, ikertu eta aztertu beharrekoa. Lan honetan, lehendabizi, sinapsi bipartitaren eta sinapsi tripartitaren teoriak laburki azaltzen dira, ondoren sinapsi tetrapartitaren kontzeptuan barneratzeko. Amaitzeko, ZKMaren inguruko azkeneko aurkikuntzen garrantzia hainbat patologiatan aipatzen dira.
• Egileak: Amaia Núñez Del Moral eta Amaia Maite Erdozain Fernandez.
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 41-58
• DOI: 10.1387/ekaia.19676

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Egileez:

Amaia Núñez Del Moral eta Amaia Maite Erdozain Fernandez UPV/EHUko Farmakologia sailean dabiltza.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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En mi anterior entrada de la sección Matemoción de Cuaderno de Cultura Científica, titulada Números primos gemelos, parientes y sexis (1), estuvimos hablando de los números primos gemelos, que son aquellas parejas de números primos que están lo más cerca que pueden estar dos números primos, excepto el 2 y el 3, con solo un número par entre ellos, (p, p + 2), así como de algunas familias de números primos relacionadas con los gemelos, como son los trillizos, cuatrillizos, quintillizos, etc.

En esta entrada, vamos a considerar otras familias de números primos, que también generalizan, en otro sentido, a los números primos gemelos, como son los números primos parientes y sexis.

Escena de la primera cita entre el profesor de matemáticas de la Universidad de Columbia (Jeff Bridges) y la profesora de literatura inglesa de la misma universidad (Barbra Streisand), en la película El amor tiene dos caras (1996), dirigida por Barbra Streisand. El profesor de matemáticas explica en la misma qué son los números primos gemelos

Pero primero vayamos con un poquito de historia. Como puede leerse en el artículo A note on the Origin of the Twin Prime Conjecture (Nota sobre el origen de la conjetura de los números primos gemelos), del historiador de las matemáticas estadounidense William Dunham, en 1849 el matemático francés y oficial de artillería Alphonse de Polignac (1826–1863), un personaje prácticamente desconocido, publicó el artículo Recherches Nouvelles sur les Nombres Premiers ( Nuevas investigaciones sobre números primos), en la revista Comptes rendus de la Academia de Ciencia Francesa, en la que afirmaba lo siguiente (aunque lo presentó como un teorema, era más bien una conjetura).

Conjetura de Polignac: para cada número natural k, existen infinitos números primos p, tales que (p + 2k) también es primo.

Observemos que para k = 1, es la conjetura de los números primos gemelos.

El siguiente protagonista de esta historia es el matemático inglés James Whitbread Lee Glaisher (1848 – 1928), profesor del Trinity College de Cambridge y que tuvo una reconocida carrera dentro de la matemática y la ciencia británicas. En 1879, publicó en la revista Messenger of Mathematics, de la que fue editor durante 56 años, el artículo An Enumeration of Prime-Pairs (Enumeración de pares primos), en la que estudiaba lo que llamó “pares primos”, que eran números primos “separados por un solo número” (lo que conocemos como números primos gemelos). Contó la cantidad de “pares primos” que había hasta un millón, dos millones, etcétera, con el objetivo de analizar la distribución de estos. Y afirmó “Hay poca o ninguna duda de que el número de pares primos es ilimitado; pero sería interesante, aunque probablemente no sencillo, demostrarlo”. Es decir, la conjetura de los números primos gemelos.

Aunque fue el matemático alemán Paul Stäckel (1862 – 1919), quien acuñó el término “números primos gemelos”, en alemán Primzahl-Zwillinge, en un artículo de 1916. Poco después el matemático francés Viggo Brun, utilizaría ese mismo término en francés, en su artículo de 1919 (véase a entrada Números primos gemelos, parientes y sexis (1)), y acabó convirtiéndose en el término utilizado para ese concepto.

Fotografía de 1908 del matemático de Trinity College, Cambridge, James Whitbread Lee Glaisher (1848-1928)

 

Sobre la conjetura de los números primos gemelos ya estuvimos hablando en la primera parte de esta serie, Números primos gemelos, parientes y sexis (primera parte) [https://culturacientifica.com/2019/09/04/numeros-primos-gemelos-parientes-y-sexis-1/]. En esta entrada vamos a analizar las otras parejas de números primos que aborda la conjetura de Polignac, en particular, los números primos parientes (k = 2) y sexis (k = 3).

Si los números primos gemelos son aquellas parejas de números primos tales que la diferencia entre ellos es 2 (k = 1), es decir, parejas de primos (p, p + 2), se van a llamar números primos parientes (“cousin” en inglés) a las parejas de números primos con una diferencia entre ellos de 4 (k = 2), luego de la forma (p, p + 4), como (3, 7), (7, 11) o (13, 17).

Las parejas de números primos parientes menores de 500 son (véase la sucesión A023200 de la enciclopedia online de números enteros):

(3, 7), (7, 11), (13, 17), (19, 23), (37, 41), (43, 47), (67, 71), (79, 83), (97, 101), (103, 107), (109, 113), (127, 131), (163, 167), (193, 197), (223, 227), (229, 233), (277, 281), (307, 311), (313, 317), (349, 353), (379, 383), (397, 401), (439, 443), (457, 461), (463, 467), (487, 491), (499, 503).

La pareja de números primos parientes más grande conocida, a día de hoy, fue obtenida en 2009, y está formada por los números (p, p + 4), tal que

p = [311.778.476 x N x (N + 1) + 210] x [N – 1] / 35 + 1,

para N = 587.502 x 9.001#, donde 9.001# denota el primorial de 9.001, que definiremos a continuación, que tiene 11.594 dígitos.

El primorial de un número n, que se denota n#, es una especie de factorial del número (véase Buscando lagunas de números no primos) que se define como el producto de todos los números primos menores, o iguales, que ese número n. Así, si tomamos el número primo 23, entonces 23# = 2 x 3 x 5 x 7 x 11 x 13 x 17 x 19 x 23 = 223.092.870 o para el número 39 se tiene que 39# = 2 x 3 x 5 x 7 x 11 x 13 x 17 x 19 x 23 x 29 x 31 x 37 = 7.420.738.134.810.

Para los números primos parientes existe un resultado análogo al teorema de Brun para números primos gemelos, es decir, la suma de los recíprocos de los números primos parientes (salvo la pareja 3 y 7)

también es convergente, y su límite es el número B4, conocido como constante de Brun para números primos parientes, que tiene un valor aproximado de 1,1970449 (véase el artículo On the Twin and Cousin Primes, de Marek Wolf).

Nos podemos interesar ahora por las ternas de números primos parientes, como (3, 7, 11). Pero resulta que esa es la única terna de números primos parientes que existe, puesto que si tenemos una terna de números primos de la forma (p, p + 4, p + 8), necesariamente uno de ellos es divisible por 3. Esto es fácil de probar. Si escribimos p de la forma p = 3 n + r, donde r = 0, 1 ó 2, entonces la terna anterior es de la forma (p = 3 n + r, p + 4 = 3 (n + 1) + r + 1, p + 8 = 3 (n + 2) + r + 2), luego si r = 0, el primer número de la terna es divisible por 3, si r = 1, lo es el tercero y si r = 2, lo es el segundo.

La investigación de los matemáticos Yitang Zhang, Terence Tao y James Maynard sobre la conjetura de los números primos gemelos, ha conseguido grandes avances en los últimos años. Véase la entrada Números primos gemelos, parientes y sexis (1)

 La siguiente familia de números primos, relacionada con la conjetura de Polignac, que nos interesa, son los números primos sexis. Estos son parejas de números primos de la forma (p, p + 6), es decir, la diferencia entre ellos es 6 (k = 3), como (5, 11), (7, 13) o (11, 17). Su nombre se debe a que la palabra en latín para el número “seis” es “sex” (de hecho, los diez primeros números, en latín, son unus, duo, tres, quattuor, quinque, sex, septem, octo, novem, decem).

Las parejas de números primos sexis menores de 500 son (véase la sucesión A023201):

(5, 11), (7, 13), (11, 17), (13, 19), (17, 23), (23, 29), (31, 37), (37, 43), (41, 47), (47, 53), (53, 59), (61, 67), (67, 73), (73, 79), (83, 89), (97, 103), (101, 107), (103, 109), (107, 113), (131, 137), (151, 157), (157, 163), (167, 173), (173, 179), (191, 197), (193, 199), (223, 229), (227, 233), (233, 239), (251, 257), (257, 263), (263, 269), (271, 277), (277, 283), (307, 313), (311, 317), (331, 337), (347, 353), (353, 359), (367, 373), (373, 379), (383, 389), (433, 439), (443, 449), (457, 463) y (461, 467).

Además, la pareja de números primos sexis más grande conocida, a día de hoy, es la pareja (p, p + 6), tal que

p = (187.983.281 x 251.478 + 4) x (5 x 251.478 – 1) – 1,

con 31.002 dígitos, que fue encontrada por S. Batalov, en abril de 2019.

Algunas parejas de números primos sexis forman parte de grupos de tres primos muy próximos, como (5, 7, 11) o (7, 11, 13), lo que en la anterior entrada denominados números primos trillizos, los cuales son de la forma (p, p + 2, p + 6) o (p, p + 4, p + 6). Por lo tanto, en cada terna de números primos trillizos, hay una pareja de números primos gemelos, (p, p + 2) o (p + 4, p + 6), una pareja de números primos parientes, (p +2, p + 6) o (p, p + 4), y una pareja de números primos sexis, (p, p + 6). Por ejemplo, en la terna de números primos trillizos (67, 71, 73), 71 y 73 son gemelos, 67 y 71 parientes, y 67 y 73 sexis.

El número 283.281.277 es el número primo más pequeño formado por los tres miembros, en sentido inverso, de una terna de números primos trillizos (277, 281, 283). Visto en The Prime pages

 

A diferencia de lo que ocurría con los números primos parientes, que no pueden ir en grupos de tres, ahora se pueden considerar ternas de números primos sexis como (7, 13, 19), (17, 23, 29) o (31, 37, 43), formadas por tres números primos sexis consecutivos, (p, p + 6, p + 12), tal que el siguiente p + 18 no es primo, pero podría serlo el anterior p – 6, y que llamaremos tripletes, o tríos, de números primos sexis.

Más aún, se pueden considerar cuartetos de números primos sexis, formados por cuatro números primos sexis consecutivos, de la forma (p, p + 6, p + 12, p + 18), como (5, 11, 17, 23), (11, 17, 23, 29) o (41, 47, 53, 59). Curiosamente, salvo para el primer cuarteto, el primer número primo de cualquier cuarteto de números primos sexis termina en 1, como podemos observar en los primeros términos de la sucesión A023271, que está formada por los primeros primos de los cuartetos de números primos sexis: 5, 11, 41, 61, 251, 601, 641, 1091, 1481, 1601, 1741, 1861, 2371, 2671, 3301, 3911, 4001, 5101, …

Sin embargo, no existen quintetos de números primos sexis, salvo (5, 11, 17, 23, 29), puesto que dados cinco números con una deferencia de seis entre ellos (p, p + 6, p + 12, p + 18, p + 24), entonces uno de ellos debe ser divisible por 5, para lo cual basta escribir p de la forma p = 5 n + r, para r = 0, 1, 2, 3 ó 4.

Curiosa pareja de números primos sexis, formada por los nueves dígitos, del 1 al 9, pero duplicados, pero terminados luego en 1 y 7. Visto en The Prime pages

Además de las parejas de números primos gemelos, parientes y sexis, se pueden estudiar otras parejas de números primos (p, p + 2k), para k mayor que 3, relacionadas con la conjetura de Polignac. Parejas de números primos cuya distancia entre ellos sea 8 (k = 4), como (3, 11), (5, 13), (11, 17), (23, 31) o (29, 37), cuya distancia sea 10 (k = 5), como (3, 13), (7, 17), (13, 23), (19, 29) o (31, 41), cuya distancia sea 12 (k = 6), como (5, 17), (7, 19), (11, 23), (17, 29) o (19, 31), o mayores distancias aún.

Die Droguen /Las drogas –Novalis– (2011), 150 × 110 cm, de la artista alemana Rune Mields. Los números que aparecen en esta obra son números primos. Imagen de ART SY

 

Bibliografía

1.- William Dunham, A Note on the Origin of the Twin Prime Conjecture, Notices of the ICCM, vol. 1, n. 1, pp. 63-65, 2013.

2.- Wolfram Mathworld: Cousin Primes

3.- Wikipedia: Cousin prime

4.- The Prime pages

5.- Wolfram Mathworld: Sexy Primes

6.- Wikipedia: Sexy prime

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 Números primos gemelos, parientes y sexis (2) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Números primos gemelos, parientes y sexis (1)
2. Buscando lagunas de números no primos
3. Los ritmos primos de Anthony Hill

Juanma Gallego Edozein estimuluren aurrean auto-kontrola galtzeko joera norbanakoaren araberakoa bada ere, nerabezaroan bereziki zailagoa da inhibizioa kontrolpean izatea. Gizakietan ez ezik, tximinoetan ere gertatzen da, eta atzean arrazoi ebolutiboa dagoela proposatu dute.

Mundua hankaz gora eta bueltan. Nerabezaroan zer gertatzen den ondo dakite irakasleek zein gurasoek, modu enpirikoan ikasita. Horren atzean dauden zioei dagokienez, berriz, neurologoek dute azken hitza. Ados, bai, hezitzaileek, filosofoek, psikologoek, gizarte eragileek eta dena delakoek ere badute zeresanik, bai. Baina onartu beharra dago, gai honetan ere, mundua ikusteko eta kuantifikatzeko gizakiak asmatu dituen tresnek irauli dutela ikuspegia.

Azken hamarkadetan, bereziki erresonantzia magnetikoei esker ikusi ahal izan dute nerabezaroko garunak berezko izaera duela, eta ez dela ez haurtzaroko garun zahartua, ezta osatzear dagoen garun heldua ere. Besteak beste, bizitzaren etapa horretan hunkiberatasuna arautzen duen sistema linbikoa indartu egiten da, baina bulkadei muga jartzen dien kortex prefrontala, berriz, guztiz garatu gabe dago. Horrek laguntzen du azaltzen, hain handi batean, nerabe gehienek modu batean edo bestean erakutsi ohi duten portaera.

1. irudia: Hainbat egileren ustez, nerabezaroan inhibizioa arautzen duten mekanismoak garatu gabe egoteak arrazoi ebolutiboa izan lezake, besteak beste familiatik urruntzeko bidea ematen dutelako. (Argazkia: Mike Giles/Unsplash)

Bestetik, etapa horretara iristean, garunaren baitan berrantolaketa erraldoia egiten da. Neuronen arteko transmisioa ahalbidetzen duten axoiak hobeto isolatzen dira, mielina izeneko substantziari esker. Horren ondorio praktikoa da informazioa modu askoz azkarragoan transmititzen dela. Modu berean, axoien eta neuronetako dendriten arteko loturarik erabilienak indartu egiten dira.

Erabiltzen ez diren loturak, berriz, atrofiatzen dira. Prozesu horri “inausketa sinaptiko” izena eman zaio, eta adituek uste dute garunaren efizientzia hobetzeko balio duela. Sei urteren bueltan izaten da kimatze hori, eta, momentuz hori frogatzeko modurik ez dagoen arren, askotan planteatu da haurtzaroko “mundu magikoa” kimatze horrekin batera galtzen dela, gehienetan betiko. Aldaketa horiek guztiak modu progresiboan ematen dira, atzeko aldetik aurreko aldera. Horregatik kortex prefrontala da azkena garatzean.

Bi ahoko ezpata izan arren, horren atzean egon daitekeen zio ebolutiboa aurkitzen saiatu dira ere hainbat ikertzaile. Proposamen horren arabera, nerabeek ingurune berrietara egokitzeko ezaugarririk egokienak dituzte: arriskuei erreparatu ez eta ordainsari berriak hartzeko joera dute. Tartean, talde sozialaren onarpena bilatzen dute bereziki; normalean, gainera, familiatik kanpokoa. Ezaugarri horiek guztiak, eta nerabezaroan izaten diren beste hainbat, izugarri egokiak omen dira familiatik urruntzeko eta familia propioa sortzeko.

Azalpen ebolutibo honen alde dagoen ikertzaileetako bat da Pittsburgheko Unibertsitateko (AEB) Beatriz Luna. Christos Constantinidis kidearekin batera, gaiari buruzko artikulu bat argitaratu berri du Trends in Neurosciences aldizkarian. Zehazki, inhibizioaren kontrolaren umotzeari buruz gaur egun dagoen ezagutza laburbildu dute, bai gizakiei zein tximinoei erreparatuta.

Luna aspalditik ikertzen ari da nerabezaroa, eta portaera ikertzen duten beste hainbat zientzialariarekin gertatu ohi den moduan, trebezia berezia erakutsi esperimentu errazak eta, aldi berean, esanguratsuak diseinatzeko. Esperimentu horietan, haurrak, nerabeak eta helduak erabili ditu, eta horiei guztiei eskatu die begirada aurrera begira zuzen mantentzeko, eta aldeetatik datozkien estimuluei jaramonik ez egiteko. Emaitzetan argi ikusten da umeak direla estimuluei erantzuteko tentazioari eusteko moduan ez daudenak, seguruenera auto-kontrolerako mekanismorik ez daukatelako garatuta garunean.

2. irudia: Erresonantzia magnetikoei esker informazio ugari lortu da garunaren funtzionamenduaz, tartean, nerabeen garunaz. Argazkian, Jenako Unibertsitatean (Alemania) egindako erresonantzia bat, artxiboko irudi batean. (Argazkia: Jan-Peter Kasper/FSU)

Nerabeen kasuan, berriz, zientzialariek badakite auto-kontrolerako mekanismo horiek soberan garatuta dituztela, baina, halere, esperimentuan ikusten dute helduek baino joera handiagoa dutela ikusi behar ez duten hori ikusteko. Batez bestean, 10 urteko haurrek %45 huts egin dute Lunak diseinatutako probetan, baina nerabeen kasuan akatsen portzentajea %30-20 da, Lunak berak National Geographic aldizkariaren 2011ko urriko alean (Espainiako edizioa) eman zituen datuen arabera.

Akatsen tasa baino, interesgarriena da proba egiten den bitartean parte-hartzaileen garunetan zer gertatzen den: errendimenduen kontrola, akatsen detekzioa, planifikazioa edota kontzentrazioa… arlo hauek guztiak arautzen duten garunaren eremuak gutxiago erabiltzen dituzte, helduekin alderatuz. Azken hauetan, eremu hauek ia modu automatikoan jartzen dira martxan.

Orain argitaratutako artikuluan, berriz, nabarmendu dute fenomeno hau ez dela soilik gertatzen gizakietan, eta tximinoen kasuan ere gertatzen dela. Lunaren ustez, azalpen ebolutiboa legoke horren atzean. “Nerabezaroan ez duzu inhibizioen kontrolerako sistema perfektu hau, baina horren atzean badago arrazoi bat. Eboluzioan zehar mantendu da esperientzia berrietan oinarrituta inguruneari buruzko informazioa eskuratzea ahalbidetzen duelako”, esan du orain egileak prentsa ohar batean.

Egileen esanetan, autokontrolaren hobekuntza ez ezik, nerabezaroan planifikazioari lotutako sistemak txukundu egiten dira garunean, modu horretan erantzun bat eman behar denean prest egon ahal izateko.

Arlo praktikoari begira, egileek iradoki dute nerabeen garunaren ikerketatatik hezkuntzaren alorrean estrategiak ondoriozta daitezkeela. Hala, adierazi dute haien ikerketaren funtsezko ondorioa dela nerabezaroan beste etapetan baino aldagarritasun gehiago dagoela garunean, eta hori, noski, hezkuntza jorratzeko kontuan hartu behar den aldagaia delakoan daude.

Modu honetan laburbildu du kontua Christos Constantinidis ikertzaileak: “norbanako bakoitza desberdina da, eta bakoitzak modu desberdin batean ikasten du”. Egileak dio ahalegin asko egiten direla guztientzat balio duen hezkuntza sistema lortzen saiatzeko, baina planteamendu hori ez omen da zuzena, “norbanako bakoitzak gaitasun desberdinak dituelako” eta erritmo desberdinean heldu egiten delako. Orain arte, bada, hitza neurologoena izan da, datuak eta tresnak mahai gainean jarri dituztelarik. Orain, berriz, hezitzaileen txanda da berriro. Eta gurasoena, bai. Eta gizarte osoarena…

Erreferentzia bibliografikoa:

Constantinidis, Christos eta Luna, Beatriz (2019). Neural Substrates of Inhibitory Control Maturation in Adolescence. Trends in Neurosciences, 42 (9), 604-616. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tins.2019.07.004

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

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Foto: vubp / Pixabay

A pesar del éxito del modelo atómico de Rutherford a la hora de explicar los resultados de los experimentos de dispersión de partículas α, seguía habiendo un problema sin resolver. Todavía no había forma de medir la carga Q en el núcleo de forma independiente. Sin embargo, los experimentos de dispersión habían confirmado las predicciones de Rutherford sobre el efecto de la velocidad de la partícula y el grosor de la lámina sobre el ángulo de dispersión. Como sucede a menudo cuando se confirma parte de una hipótesis, es razonable proceder temporalmente como si toda la hipótesis estuviera justificada; es decir, hasta que no hubiese más resultados, se podría suponer que el valor de Q necesario para explicar los datos de dispersión observados fuese el valor correcto de Q para el núcleo real, determinado por la ley de Coulomb y el movimiento de las partículas α.

Sobre esta base, el laboratorio de Rutherford compiló datos de dispersión para varios elementos diferentes, entre ellos carbono, aluminio y oro. De estos experimetos resultaba que las siguientes cargas positivas para el núcleo eran las que cuadraban mejor: para el carbono, Q = 6e ; para el aluminio dos valores parecían funcionar, Q = 13e o 14e; y para el oro, Q = 78e o 79e [1]. Del mismo modo, se encontraron valores para el resto de elementos.

La magnitud de la carga positiva del núcleo fue un dato de trascendental importancia para entender cómo era un átomo. Como el átomo en su conjunto es eléctricamente neutro, se sigue que, si el núcleo tiene una carga positiva de 6e, 13e, 14e, etc., el número de electrones cargados negativamente que rodean el núcleo debe ser 6 para el carbono, 13 o 14 para el aluminio, etc. Por lo tanto, por primera vez, la comunidad científica tenía idea de cuántos electrones puede tener un átomo.

Pero un hecho más importante si cabe resultó rápidamente evidente. Para cada elemento, el valor de la carga nuclear, en múltiplos de e, estaba cerca del número atómico Z, ¡el número de lugar de ese elemento en la tabla periódica! Los resultados de los experimentos de dispersión con partículas α aún no eran lo suficientemente precisos como para llegar afirmarlo con certeza, pero todo apuntaba a que cada núcleo tiene una carga positiva Q numéricamente igual a Ze.

Esta posibilidad hacía la imagen del átomo nuclear mucho más clara y simple. Sobre esta base, el átomo de hidrógeno (Z = 1) tiene un electrón en algún lugar que no es el núcleo. Un átomo de helio (Z = 2) tiene en su estado neutro dos electrones en algún lugar que no es el núcleo. Un átomo de uranio (Z = 92) tiene 92 electrones en algún lugar que no es el núcleo. Experimentos adicionales respaldaron aún más este sencillo esquema. Los experimentos demostraban que era posible producir átomos de hidrógeno ionizados con una carga, H+, y átomos de helio ionizados con dos cargas, He2+, pero no había forma de conseguir H2+ ni He3+. Evidentemente, un átomo de hidrógeno tiene solo un electrón que perder, y un átomo de helio solo dos. Inesperadamente, el concepto de átomo nuclear proporcionaba una nueva visión completamente nueva de la tabla periódica de los elementos. El átomo nuclear sugiere que la tabla periódica es realmente una lista de los elementos de acuerdo con el número de electrones alrededor del núcleo, o lo que es lo mismo, con el número de unidades de carga positiva en el núcleo.

Estos resultados aclaraban algunas de las problemas en el sistema de periodos de Mendeléyev. Por ejemplo, a los elementos teluro y yodo se les habían asignado las posiciones Z = 52 y Z = 53 en función de sus propiedades químicas. Este posicionamiento contradecía el orden de sus pesos atómicos. Pero ahora se veía que Z correspondía a un hecho fundamental sobre el núcleo. Por lo tanto, lo que se pensaba que era una carencia del sistema de Mendeléyev en realidad no lo era. [2]

Notas:

[1] Donde e es la magnitud de la carga de un electrón (e = −1,602·10−19 C ). Para una explicación de cómo se determina e véase La carga más pequeña.

[2] Esto es algo a lo que no se le da tanta importancia como a las predicciones de nuevos elementos que hizo Mendeléyev, pero es algo del mismo calibre. A toro pasado parece obvio, pero cuando Mendeléyev presenta el sistema de periodos es toda una expresión de rigor químico.

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

El artículo La carga del núcleo y el sistema de periodos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El sistema de periodos
2. La suave piel del núcleo
3. La unidad de carga eléctrica

Naiara Barrado eta Itziar Garate Hainbestetan entzun dugu Marten ura topatu izanaren berri, ezen azkenean ez baitugu argi Marten ura dagoen ala ez, edota zer demontre den Marten aurkitu dutena. Gainera, zergatik horrenbesteko grina Marten ura topatzearekin? Has gaitezen amaieratik. Uraren garrantzia

Urik gabe, guk ezagutzen dugun moduko bizitzarik ezin daiteke sortu. Horregatik da ura hain interesgarria zientzia planetarioetan, eta horregatik dabiltza hainbat misio ura topatu nahian eguzki sistemako hamaika tokitan: Marten edo Jupiterren eta Saturnoren ilargietan, adibidez. Baina ez da edozein fasetan dagoen ura bilatzen, zeren eta dagoeneko badakigu ur lurruna badagoela hainbat planetaren atmosferatan, eta baita ur izoztua ere, Marteren poloetako izotz-geruzetan eta Jupiterren Europa ilargiko gainazalean. Ur likidoa da zehazki bilatzen gabiltzana, eta, horretarako, tenperatura- eta presio-egoera zehatz batzuk behar dira. Marte -46oC-ra dago, batez beste; hotzegi ur likidoa egoteko, ezta? Bada, ez.

Marten baxu-baxua da gainazaleko presioa, zehazki 0.636 kPa-koa (0.006 atm). Horrek posible egiten du ur likidoa egotea. Izatez, adituen ustean, garai batean Marte ez zen orain den modukoa, ez zen basamortu lehor bat. Bere ipar hemisferioa ozeano erraldoi batean murgilduta egon zela uste da. Ibai eta lakuak egon izanaren aztarnak ere badaude, gaur egun arroilak eta erreken ohantzeak ikus baititzakegu bertan.

1 irudia: Valle Marineris, eguzki sistemako arroilarik handienaren mosaikoa, Viking orbitadoreak Marteri ateratako 100 argazki baino gehiagorekin konposatua. (Argazkia: NASA)

Ura Marten

Marten ura topatu izanaren berri milaka aldiz izan duzula uste baldin baduzu, zuzen zaude, askotan eman baitigute horren berri 70. hamarkadatik aurrera. Baina batez ere hala izan da 2002. urtetik aurrera, Mars Express, Mars Odyssey, Opportunity eta beste misio batzuen emaitza arrakastatsuak jasotzen hasi ginenetik.

70. hamarkadan, NASAren Viking eta Mariner zundek Marteren bereizmen handiko argazkiak hartu ahal izan zituzten. Bertan ikusi ahal izan ziren, lehen aldiz, planeta gorriko arroilen eta ibaien ohantzeak. Irudi horiek iraganean planetaren gainazalean ur fluxuak zeudela iradoki zuten. Halaber, Viking misioek ipar poloan ur izoztua kantitate handietan zegoela erakutsi zuten.

Hori dela eta, 90. hamarkadan misio ugari programatu eta bidali ziren Martera, eta hurrengo hamarkadan hasi ziren fruitua ematen.

2002an Mars Odyssey espazio-ontziaren espektrografoak hidrogenoa detektatu zuen gainazalean, eta horri esker lurrazpiko uraren presentzia iragarri zuten. NASAk ondorioztatu zuen Marten izotz lurperatua egon behar zuela poloetatik 60°-ko latituderaino bi hemisferioetan.

2004ko urtarrilean Mars Express zunda europarrak uraren presentzia hori baieztatu zuen planetaren hego poloan, ur izoztua bazen ere. Kasu hartan, aurrekoan ez bezala, zuzenean detektatu zen ura. Beraz, aurkikuntza oso garrantzitsua izan zen, nahiz eta une hartan izotzaren presentzia bakarrik baieztatu ahal izan, ez ur likidoarena.

Geroztik ur aztarna gehiago eta gehiago topatu dira planeta gorrian. Berri ugari izan dira horren inguruan. Marteko urari buruzko azkenengo berria orain dela urtebete izan genuen Mars Expressen emaitzei esker: radarraren bidez, poloko izotz-geruzaren azpian ur likidoa zegoela antzeman zuten, Orosei et al. (2018) lanaren arabera. Baina ez ur pittin bat, izotzaren azpitik 1.5 km-ra dagoen eta 20 km-ko luzera duen laku bat baizik. Marten ur masa handi bat antzematen zen lehen aldia izan zen. Bertako ura 0°C baino askoz hotzago dago, baina perklorato gatz kantitate handiari esker, ez da izozten, gatz horrek izotz-kontrakoaren lana egiten baitu.

Lur planetan antzeko 400 bat laku aurki daitezke glaziarren azpian. Gehienak ur gozokoak badira ere, batzuek, Antartidako Vida lakuak bezala, ur oso gazia daukate. Ur hori -13oC-ra egon arren mikrobioak topatu dira bertan. Horregatik, badago oraindik Marten lurrazpiko lakuetan bizitza topatzeko itxaropena.

Hortaz, gaur egun Marteren azalean bizidunik egon ezin bada ere, azpiko geruza bizigarria izan daitekeelako susmoa dago, eta iraganean gainazala bera ere bizigarria izan zelako ustea gero eta indartsuagoa da zientzialarion artean.

2 irudia: Mars Expressek ur hobiratuta antzematen du Marteren hego poloan. (Argazkia: ESA / Copyright Context map: NASA/Viking; THEMIS background: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University; MARSIS data: ESA/NASA/JPL/ASI/Univ. Rome; R. Orosei et al 2018.)

Metanoa Marten

Uste hori egiaztatzeko edo ezeztatzeko, lagundu egingo luke Marten metanoa dagoen edo ez jakiteak, zeren eta metanoaren detekzioa bizitza egotearen seinale izan daiteke.

Marten metanoa prozesu geologikoen ondorio izan liteke, edo, are zirraragarriagoa litzatekeena, prozesu biologikoen ondorio, Lurraren atmosferako metano gehiena prozesu biologikoek sortua baita. Beraz, ikertzaileok jakin nahi duguna da ea Marten metanoa dagoen, zenbat dagoen eta, egotekotan, zerk sortzen duen.

2003. urtean antzeman zen metanoa Marten lehen aldiz, bi modutan gainera: Mars Express orbitadore europarraren bidez eta lur teleskopioak erabiliz. Geroztik temati aritu dira ikertzaileak gas horren presentzia eta jatorria bilatzen. Lan batzuek hura aurkitu zela berresten zuten; beste batzuek, ordea, ezeztatu. Hamar urte itxaron behar izan ziren gas hau ziurtasunez detektatu ahal izateko. 2013ko ekainean, Marteko Gale kraterrean, Curiosity Roverrak antzeman zuen berriz metanoa, Science aldizkarian argitaratutako artikuluan irakur daitekeenez. Eta, azkenik, aurtengo apirilean jakin genuen, Nature Geoscience aldizkarian argitaratutako artikulu bati esker, Curiosityk 2013ko ekainean egindako detekzioa Mars Express orbitadoreak ere antzeman zuela krater berean.

Beraz, azken emaitza hauetan oinarrituz, badirudi metanoa dagoela Marten, baina zein ote da haren jatorria? Bizi-jatorrikoa ote da? Hori dugu gaur egungo misterioa.

Erreferentzia bibliografikoak:

Orosei, Roberto et al. (2018). Radar evidence of subglacial liquid water on Mars. Science, 361 (6401), 490-493. DOI: 10.1126/science.aar7268.

Giuranna, Marco et al. (2019). Independent confirmation of a methane spike on Mars and a source region east of Gale Crater. Nature Geoscience, 12, 326–332. DOI: https://doi.org/10.1038/s41561-019-0331-9

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Egileez: Naiara Barrado Izagirre (@naierromo) eta Itziar Garate Lopez (@galoitz) UPV/EHUko Fisika Aplikatua I Saileko irakasleak dira eta Zientzia Planetarioen Taldeko kideak.

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Foto: Dominik Vanyi / Unsplash

Estamos presenciando una época sin precedentes, o al menos eso es lo que postulan muchos miembros de la comunidad científica. En términos geológicos, vivimos oficialmente en el “Holoceno”, época perteneciente al período Cuaternario de la historia de la Tierra. Sin embargo, en las últimas dos décadas ha emergido con fuerza una idea alternativa, la cual no está dejando indiferente a ningún geólogo ni tampoco – esta vez no – a intelectuales de ciencias sociales y humanidades.

El que fue galardonado con Premio Nobel de Química en 1995 por sus investigaciones acerca de la incidencia atmosférica del ozono, Paul J. Crutzen, introdujo la nueva noción en el año 2000:

“Yo estaba en una conferencia en la que alguien comentaba algo sobre el Holoceno. En ese momento pensé que tal término era incorrecto, porque el mundo ha cambiado demasiado. Así que le dije: ¡No, estamos en el Antropoceno!, creando en el ardor de ese momento la palabra. Todo el mundo estaba sorprendido, pero parece haber persistido”

El término lo había publicado junto al biólogo Eugene F. Stoermer en un boletín del Organismo Internacional de la Geosfera y la Biosfera (IGBP), y hacía hincapié en el impacto significativo que las actividades humanas han tenido sobre los ecosistemas terrestres, una de cuyas principales manifestaciones es el cambio climático. No la única: la disminución de la naturaleza virgen, la urbanización, la agricultura industrial, la infraestructura del transporte, las actividades mineras, la pérdida de biodiversidad, la modificación genética de organismos, los avances tecnológicos, la acidificación de los océanos o la creciente hibridación socionatural son otras muestras de que algo está pasando. Ello implicaría la adopción de la nueva unidad geológica y aceptar que los cambios cuantitativos han cobrado tales dimensiones que han devenido en un cambio cualitativo global propiciado por la acción humana. De ahí su denominación como Antropoceno, que está compuesto por Antropos, “ser humano”, y Kainos, “nuevo”.

Crutzen plantó una semilla que empezó a germinar poco tiempo después. En 2002 publica en solitario un artículo en la revista Nature, y en 2008 Zalasiewicz sugiere en un artículo que el nuevo término es el apropiado para el período en el que vivimos. Y desde entonces, el concepto ha ido ganando popularidad. Nature pidió el reconocimiento científico y público del Antropoceno en un editorial de 2011, mismo año en el que aparece en portada de la revista The Economist. A pesar de que no se haya admitido como paradigma compartido dentro de la comunidad científica, su aprobación oficial por parte de la International Commision on Stratigraphy (ICS) y la International Union of Geological Sciences (IUGS) parece inminente. Y todo apunta a que sea así.

Vale, pero… ¿Qué pintan aquí las “letras”?

Sea o no aceptado finalmente, no parece que el término “Antropoceno” vaya a desaparecer de la cultura popular. Se trata de un concepto que no sólo trasciende las fronteras de la geología, sino también las de las ciencias naturales ligadas al estudio del ecosistema terrestre. Un concepto que nos recuerda que la naturaleza se encuentra dentro de la sociedad y la sociedad se encuentra dentro de la naturaleza. Por ello, ciencias naturales y ciencias sociales se encuentran íntimamente imbricadas.

Por ejemplo, algunos críticos temen que el nombramiento de una nueva época geológica que hace referencia a los seres humanos proporcione un estímulo más para el generalizado antropocentrismo imperante. Otros argumentan que hacer referencia al ser humano en general tiene al menos una consecuencia no deseada: se oculta qué grupos o qué personas en concreto son los verdaderos agentes de dichas acciones transformadoras. Y de haber una transformación, ¿cuándo se ha iniciado?

Algunos científicos consideran el comienzo de esta a partir de la Revolución Industrial, otros a la Revolución Agrícola y otros a partir de 1945, año de la detonación de la primera bomba atómica. Sin embargo, cada una de las propuestas exige de un análisis profundo por parte de los historiadores. Filósofos, sociólogos, climatólogos, biólogos, antropólogos, geólogos y una larga lista de disciplinas se dan encuentro bajo un mismo pero polifacético problema. Hay quienes incluso han propuesto otras variantes al Antropoceno, como Econoceno, Capitaloceno o Tecnoceno, que avivan la reflexión sobre las responsabilidades diferenciadas relativas a la acumulación de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Cada una de las opciones se encuentra repleta de implicaciones políticas y simbólicas. Por ello, aunque la recopilación y análisis de pruebas empíricas es una labor genuinamente científica, se trata de un problema que también atañe a las denominadas “humanidades”. Así, los hechos científicos son reelaborados por “los de letras”, que aportan significados adicionales, colaboran en la matización de conceptos y en la comprensión global de un mismo fenómeno. La buena noticia es que aquella división a la que C.P. Snow se refirió con “las dos culturas” se ve, al menos por el momento, unida por una causa común: el ser humano.

Referencia:

Arias-Maldonado, M. (2018): Antropoceno: la política en la era humana. Madrid: Taurus.

Sobre el autor: José Luis Granados Mateo (@JoisDo) desarrolla una tesis doctoral en Historia y Filosofía de la Ciencia en la UPV/EHU, becado por la Dirección de Medio Ambiente de la Diputación Foral de Gipuzkoa.

El artículo El Antropoceno: cuando ciencias y letras convergen se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Las letras que son de ciencias, y viceversa
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3. Activa tu neurona – Antropoceno. El comienzo de “la era de los hombres”

Javier Duoandikoetxea

1. Bost lagun kartetan ari dira. Partida bakoitzean lauk jokatzen dute eta batek ez, txandaka. Partida bakoitzeko jokalarien adinen baturak hauek dira: 124, 128, 130, 136 eta 142. Zenbat urte ditu jokalari gazteenak?

Erantzunak zuzen daude. Koldotxuren azalpena da politena. Jokalari bakoitzak lau partida jokatu ditu, beraz, ariketak ematen dituen kopuru guztiak batuz jokalari guztien adinen batura lau bider agertuko da. Hortaz, 660:4=165 da adin guztien batura. Gazteenak, 165 – 142 = 23 urte ditu.

2. Zifra biko zenbaki bati zifra bi horien biderkadura kenduta, 12 lortzen da. Aurkitu propietate hori betetzen duten zenbaki guztiak.

Hemen ere erantzunak zuzenak dira: 28 eta 39. Zifra biko zenbakiak banan-banan probatuz egin daiteke, baina ez da oso bide dotorea. Iñakik eta Joseluk erantzun polita eman digute. Zenbakiaren zifrak a (hamarrekoak) eta b (unitateak) izanda, 10a + b – ab = 12 eskatzen ari gara. Hortik aurrera arrazoibide desberdinak daude:

adierazpen baliokideak agertzen dira hartu ditugun erantzunetan. Horietako edozeinekin ikusten da a=2, b=8, eta a=3, b=9, direla soluzio posible bakarrak.

3. Karratu baten aldeak 4 cm ditu. Zirkunferentzia laurden bat inskribatu dugu karratuan eta gero zirkunferentzia txiki bat egin dugu, karratuaren alde biren eta zirkunferentzia laurdenaren ukitzailea, irudiak erakusten duen moduan. Zein da zirkunferentzia txikiaren erradioa?

Iñakiren erantzuna zuzena da. Karratuaren diagonala 4√2 da. Dei dezagun r zirkunferentzia txikiaren erradioa. Orduan, hurrengo irudian agertzen den notazioarekin, AM = 4, MP = r eta PC = r√2 dira.

Beraz, 4√2=4+r (1+√2) ekuazioa lortzen dugu, eta

4. Zenbaki arruntak irudiak erakusten duen moduan antolatu ditugu. Zein zutabetan eta errenkadatan egongo da 2019 zenbakia? (Zutabeak ezkerretik eskuinera eta errenkadak goitik behera hartuko ditugu.)

Iñakik sekuentzia bat aurkitu du diagonalean dauden zenbakietarako, Excelen laguntzaz, eta horrekin kokatu du 2019 dagokion lekuan.

Horren ordez, beste bide hau errazagoa izan daiteke. Zutabe bakoitien goiko aldean karratuak daude (1, 9, 25…) eta errenkada bikoitien ezkerreko zenbakia ere karratua da (4, 16, 36…). Zein da 2019ren gainetik hurbilen dagoen karratua? 2019= 45² – 6 da eta 45. zutabearen goiko zenbakia 45² = 2025 denez, sei errenkada beherago aurkituko dugu 2019. Ariketaren erantzuna, beraz, 45. zutabea eta 7. errenkada da.

5. Zirkunferentzia bateko korda paralelo biren neurriak 16 cm eta 12 cm dira eta elkarren arteko distantzia 7 cm da. Zein da bietatik distantzia berera dagoen kordaren neurria?

Iñakik bidali duen azken erantzuna zuzen dago. Idatz ditzagun R zirkunferentziaren erradioa, d1 zentrotik korda handira dagoen distantzia eta d2 korda txikirainokoa. Pitagorasen teorema erabiliz,

R2 = 82 + d12 eta R2 = 62 + d22 .

Bigarren ekuaziotik lehenengoa kenduta, d22 – d12 = 28 dugu, edo

(d2 – d1)(d2 + d1) = 28.

Korden arteko distantzia 7 dela esan digute. Kordak zentrotik alde banatan badaude, d2 + d1 = 7 eta, orduan, d2 – d1 = 4. Alde berean badaude, d2 – d1 = 7 eta d2 + d1 = 4 izango lirateke, baina hori ezinezkoa da. Beraz, d1 = 1.5 eta d2 = 5.5 dira. Korda bietatik distantzia berera dagoena, zentrotik 2 cm-tara egongo da. Beraz, l izanik bilatzen ari garen luzera,

Kalkuluak eginez, l = 2√62.25 = √249 ≅ 15.7797 cm.

6. Paralelogramo baten azalera 36 cm2 da eta diagonalen neurriak 12 cm eta 10 cm dira. Aurkitu aldeen luzerak.

Heldu diren erantzun biak ondo bideratuta daude, baina azkenean biak okertu egin dira. Hurrengo irudiak erakusten duen notazioa erabiliko dugu.

Lehen bidea (Iñakirena, baina angeluak sartu barik). Pitagorasen teorema eta azalerarako eman diguten informazioa erabiliz, ekuazio hauek ditugu:

Hirugarren ekuazioak h=36/a ematen digu. Bigarren ekuazioari lehenengoa kenduta, 4ad = 4, , edo ad = 11 dugu. Hortaz, d = 11/a. Lehenengo ekuazioan ordezkatuz,

ekuazioa lortzen dugu, edo a4 – 122a2 + 1417 = 0. Bigarren mailako ekuazioa dugu a2 ezezagunerako, eta a2 = 109 eta a2 = 13 soluzioak ditu. Hortaz, a = √109 edo a = √13 izan daiteke. Beste aldea lortzeko, b2 = d2 + h2 egingo dugu. Horrek b = √13 ematen du, a = √109 bada, eta a eta b-ren balioak trukatuta beste kasuan. Horrela, √109 ≅ 10.44 eta √13 ≅ 3.61 dira aldeen luzerak.

Bigarren bidea (Koldotxurena). Paralelogramo baten azalera kalkulatzeko formula hau dugu:

non l1 eta l2 diagonalen luzerak diren eta C diagonalen arteko angelua. (Ez nuen formula hau gogoan. Eskerrik asko, Koldotxu.) Ariketak emandako datuak ordezkatuz, sin⁡C = 3/5 lortzen da. Aldeak kalkulatzeko diagonalen erdiek eta alde bakoitzak osatzen duten triangeluan kosinuaren teorema erabiliko dugu:

C angeluaren sinua ezagutzen dugunez, kosinua kalkulatzeko ez dugu angeluaren balioa behar, (sin⁡C)2 + (cos⁡C)2 = 1 baita. Orduan, cos⁡C = 4/5 eta cos⁡(180o – C)= -4/5. Hortik, a2 = 109 eta b2 = 13.

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Egileaz: Javier Duoandikoetxea Analisi Matematikoko Katedraduna da UPV/EHUn.

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Plataformas petrolíferas en desuso en Cromarty Firth (Escocia, Reino Unido). Foto: Michael Elleray / flickr

El cobalto es un elemento cuyo atributo más conocido es el color que proporcionan ciertos compuestos de los que forma parte a piezas de vidrio, esmaltes y cerámicas. El azul cobalto, que es como se denomina ese color, es propio de los pigmentos minerales elaborados con aluminatos y silicatos de cobalto, y con mezclas de fosfato de cobalto y alúmina.

El cobalto es también el centro activo de la vitamina B12 -denominada también cobalamina-, una coenzima que participa en el metabolismo celular. Interviene, por ejemplo, en la síntesis de ADN, y en el metabolismo de ácidos grasos y aminoácidos. Es especialmente importante para el sistema nervioso, debido al papel que juega en la producción de la cubierta de lípidos que envuelve los axones de las neuronas y en la maduración de los glóbulos rojos en la médula ósea.

Además de su uso decorativo y su papel biológico a través de la vitamina B12, el cobalto tiene numerosas aplicaciones industriales. Hay una gran demanda de este elemento para su uso en los electrodos de las baterías eléctricas. Por esa razón, como la producción de vehículos eléctricos está aumentando rápidamente, su demanda está creciendo a gran ritmo. Se estima, de hecho, que el año que viene no pueda extraerse todo el cobalto que necesitará la industria del automóvil, lo que podría suponer un obstáculo importante para aumentar la producción de coches eléctricos.

El cobalto representa el 0,003% de la corteza terrestre. Se extrae mediante minería, generalmente asociada a la extracción de cobre y níquel. Se calcula que las reservas mineras totales de este metal ascienden a algo más de siete millones de toneladas, de las que aproximadamente la mitad se encuentra en la República Democrática del Congo.

Así las cosas, no es de extrañar que se busquen afanosamente alternativas a la minería como método de obtención de tan escaso metal. Se da la circunstancia de que en los océanos hay una cantidad enorme de cobalto, tanto como quinientos millones de toneladas. O sea, hay setenta veces más cobalto en los mares que en la corteza terrestre, por lo que ya hay quien se ha puesto a pensar en cómo extraerlo. Maha Haji y Alexander Slocum, del Instituto tecnológico de Massachusetts (MIT), han propuesto para ello recurrir a tecnologías de adsorción pasiva; son tecnologías basadas en la propiedad de muchos materiales para atrapar de forma pasiva (sin gasto energético) determinadas sustancias.

Al parecer el cobalto se adhiere con facilidad a materiales como algas y otros productos orgánicos abundantes. Y los investigadores del MIT proponen utilizar torres de perforación de petróleo en desuso para amarrar a ellas cordones de los que colgarían esferas de plástico del tamaño de balones de playa. Las esferas estarían convenientemente perforadas y en su interior se dispondrían los materiales adsorbentes más adecuados. Cada pocas semanas se recogerían los balones, se les retiraría el cobalto y se volverían a colocar colgando de los cordones. De acuerdo con sus estimaciones, reutilizando setenta y seis plataformas petroleras hoy en desuso, podría obtenerse el cobalto necesario para fabricar medio millón de baterías de coches eléctricos cada año. Sus cálculos se basan en experimentos de laboratorio en los que se ha utilizado un procedimiento similar para obtener uranio. El problema es que en el agua de mar hay ocho veces menos cobalto que uranio y este procedimiento tendría, por ahora, un coste muy alto. Pero puede que sea asumible, dependiendo, entre otras cosas, de lo que represente en el coste total de las baterías y del interés que tenga la gente en adquirir coches eléctricos.

Fuente: Haji, Maha N. & Slocum, Alexander H. (2019): An offshore solution to cobalt shortages via adsorption-based harvesting from seawater. Renewable and Sustainable Energy Reviews 105(C): 301-309.

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 El cobalto, un metal escaso y muy necesario se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. La tabla periódica en el arte: Cobalto
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Uxue Razkin

Astrofisika

Ura detektatu dute exoplaneta habitagarri baten atmosferan, K2-18 b planetaren atmosferan, alegia. Elhuyar aldizkariak jakinarazi duenez, exoplanetaren diametroa Lurrarena baino bi aldiz handiagoa da, eta zortzi aldiz masa handiagoa du. Horrez gain, hidrogenoa eta helioa ere badaude, eta uste dute litekeena dela metanoa eta nitrogenoa ere egotea.

Berrian ere irakur daiteke exoplanetaren inguruan. Zientzialarien arabera, izarreraino duen distantzia dela eta, planeta eremu habitagarrian dago. Adituek uste dute James Webb teleskopioarekin exoplaneta gehiagotan ere aurkituko dutela ura.

Mikrobiologia

Zergatik ez erabili aitzakia gisa sukaldeko trapu bat zientzian murgiltzeko? Josu Lopez-Gazpiok azaltzen digunez, sukaldeko trapuek misterioak gordetzen dituzte. Hainbat ikerketek erakutsi dutenez, bakterio heterotrofiko eta enteriko ugari aurki daitezke sukaldeko trapu, zapi, mostratxa eta antzekoetan. Argi gelditu zaigu testuan hauxe irakurtzean: “Bi egun baino gehiagoz esekita egon den toalla batekin aurpegia garbituta aurpegia komun-zuloan sartuta baino E. coli gehiago hartzen dira”.

Paleontologia

Euskal Herriko azken neanderthalen zantzuak bilatzen hasi dira, Zestoako Amalda III kobazuloan. Joseba Rios Garaizar arkeologoa murgilduta dago erabat ikerketan, Berrian irakur daitekeenez. Zaila izango da, hark esaten duen modan, kobazulora iristea baina. Bere taldeko kide batek azaltzen du: “30 metroko pareta bertikal bat pasa behar da, eta hara ezin du edonork igo”.

Astronautika

Indiak ez du lortu Vikram modulua ilargiratzea. Chandrayaan 2 ontzitik askatu, abiadura egokitu, eta Ilargiaren azalean lur hartu behar zuen. Bada, Ilargitik 2 km-ra zegoenean, motor nagusia hondoratu eta Ilargiaren aurka jo zuen. Orain, ISRO Indiako espazio-agentziak Vikram moduluarekin zer gertatu den jakin nahi du. Elhuyar aldizkarian topatuko duzue informazio gehiago.

Arkeologia

Azken hamar milurtekoetan munduan izan den lurraren erabilpena aztertu dute ikerketa batean. Oraindik ofiziala ez bada ere, eztabaida dago Antropozenoa noiz hasi zen erabakitzerakoan. Ikerketa honetan egileek adierazi dute orain arte uste zen baino dezente lehenago gertatu zela gizakiaren inpaktua planetan. Ikerketa ArchaeoGLOBE izeneko egitasmoaren barruan egin dute.

Informatika

Ohiko sare-ereduak erabiliz belaunaldi berriko sareen ezaugarri espezifikoek ez dute kudeaketa egokia ahalbidetzen. Artikulu honetan azaltzen dutenez, ezin dira kontuan hartu eskala doiketa, heterogeneotasuna eta agertoki hauen konplexutasuna. Horri aurre egiteko, beharrezkotzat jotzen dute komunikazio sistema hauen diseinu eta kudeaketarako paradigma berriak definitzea. Testu honetan, sare-mailan integratutako modulu adimentsu baten diseinua aurkezten da.

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

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Egileaz: Uxue Razkin kazetaria da.

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Foto: Steven Depolo / flickr

Naukas es sinónimo de ciencia divertida. Y en ocasiones la ciencia divertida se convierte en todo un espectáculo. Tras ver este vídeo nunca verás un sandwich mixto igual.

Por cierto, Naukas Bilbao 2019 se celebra a partir del próximo día 18 de septiembre (programa completo) dentro del festival Bizkaia Zientzia Plaza (programa de actividades completo). Por si te animas a que te sorprendan aprendiendo.

Gemma Del Caño y Marián García: ''Sandwich mixto en tres actos''

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

 

El artículo Gemma Del Caño y Marián García – Naukas Bilbao 2018: Sandwich mixto en tres actos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Naukas Bilbao está en marcha
2. Francisco R. Villatoro – Naukas Bilbao 2018: El ángulo mágico del grafeno
3. Naukas Bilbao 2017 – Déborah García Bello: Saboer

Bat datoz zientzialariak: klima-aldaketa erreala da eta giza jatorria du. Zergatik dago ukatzen duenik, orduan? Martha Villabonak aztertzen du Why is climate change denied?

Plastikoak ingurugirorako arazo direla ezaguna da. Konpontzeko, plastikoak ez erabiltzeaz gain, berrerabiltzeko aukera dago eta, ezinezkoa denean, berziklatzea. Esaten ez dena da plastikoen berziklatze gaitasuna mugatua dela, makromolekula erraldoiak baitira. Berziklapenaren irtenbidea, kimikoki osoa den berziklapena da. Ainara Sangronizen Fully recyclable materials for food packaging.

Holograma batekin arratoi baten garuna estimulatuta arratoiaren portaera kontrolatzerik balego? DIPCkoek Controlling visually guided behavior with holographic optogenetics

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

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Servicio Central de Análisis de Araba (SGIker – UPV/EHU)

Imagen: Tareq Salahuddin / flickr

La enfermedad renal crónica (ERC) se define como una condición en la que los riñones se encuentran dañados y no son capaces de filtrar la sangre adecuadamente. Como consecuencia, se produce la acumulación de desechos en la sangre y en el organismo, que puede originar serios problemas de salud[1].

Los últimos avances en nuevas terapias médicas han permitido un mejor control y pronóstico de estos pacientes. Sin embargo, aún no se logra prevenir el retraso en el crecimiento, la anemia, los problemas cardiovasculares asociados y otras consecuencias de la enfermedad en niños con ERC, alcanzando elevadas tasas de morbimortalidad en este grupo de población[2].

En la actualidad, la creatinina sérica se utiliza como biomarcador clásico para evaluar la función renal. No obstante, la creatinina tiene una sensibilidad bastante limitada y revela el daño renal cuando ya se ha producido una importante pérdida de nefronas, las unidades funcionales de los riñones. Por ello, la búsqueda de nuevos biomarcadores de diagnóstico o de la evolución de la patología y su aplicación en la ERC pediátrica podría contribuir a su diagnóstico, seguimiento y a una mejor comprensión de la fisiopatología de la enfermedad[3].

La metabolómica es una herramienta que tiene como finalidad la búsqueda e identificación de biomarcadores atendiendo al perfil metabólico de un conjunto de muestras biológicas. Estudia las moléculas pequeñas, típicamente por debajo de los 1500 Da, en un sistema biológico, comparando los conjuntos de moléculas o metabolitos entre un grupo control y un grupo testado[4].

Existen dos tipos de metabolómica, la metabolómica dirigida y la metabolómica no dirigida. En el primero de los casos, se buscan diferencias en cuanto a moléculas o grupos de moléculas pertenecientes a distintas rutas metabólicas que son seleccionadas por los investigadores. Por el contrario, en la metabolómica no dirigida se comparan los perfiles de moléculas presentes en las poblaciones objeto de estudio sin que exista ningún tipo de selección de éstas, lo que implica que no haya ningún sesgo previo[5].

Figura 1. Comparativa de los estudios metabolómicos para la búsqueda de biomarcadores de la ERC pediátrica. Elaboración del SCAA.

En el SCAA, se han desarrollado dos métodos diferentes basados en la cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas, técnica de análisis que permite la separación, detección y cuantificación de moléculas de una muestra (Figura 1). Los métodos propuestos se han aplicado a muestras de plasma recogidas por el Servicio de Nefrología Pediátrica del Hospital de Cruces en Barakaldo de pacientes pediátricos con ERC y controles de la misma edad del País Vasco.

El primer método (metabolómica dirigida) permitió la identificación de tres moléculas que podrían actuar como biomarcadores potenciales, además de la creatinina: citrulina, S-adenosilmetionina y dimetilarginina simétrica. En un estudio estadístico llevado a cabo para evaluar la calidad de los posibles nuevos biomarcadores, la utilización de la creatinina sérica como único biomarcador permitía la clasificación correcta del 71 % de los pacientes, mientras que la incorporación de las concentraciones plasmáticas de estas tres nuevas moléculas logró alcanzar una correcta clasificación en un 89 % de los pacientes mejorando el diagnóstico[6,7].

Por su parte, de la aplicación del otro método (metabolómica no dirigida) se obtuvieron cinco señales, de las que posteriormente fue posible identificar cuatro como las siguientes moléculas: n-butirilcarnitina, cis-4-decenoilcarnitina, bilirrubina y esfingosina-1-fosfato. Del mismo modo, se evaluó la capacidad de estas moléculas que podrían proponerse como biomarcadores de la ERC, obteniéndose una correcta discriminación entre enfermos y controles en un 96 % de los casos[8].

Referencias:

Este trabajo de investigación ha formado parte de la Tesis Doctoral de Sandra Benito y ha dado lugar a cuatro publicaciones científicas.

[1] LEVEY, A.S., ATKINS, R., CORESH, J., COHEN, E.P., COLLINS, A.J., ECKARDT, K.U., NAHAS, M.E., JABER, B.L., JADOUL, M., LEVIN, A., POWE, N.R., ROSSERT, J., WHEELER, D.C., LAMEIRE, N. eta EKNOYAN, G., 2007. «Chronic kidney disease as a global public health problem: approaches and initiatives – a position statement from Kidney Disease Improving Global Outcomes». Kidney International, 72, 247-59.

[2] HARAMBAT, J., VAN STRALEN, K.J., KIM, J.J. eta TIZARD, E.J., 2012. «Epidemiology of chronic kidney disease in children». Pediatric Nephrology, 27, 363-73.

[3] ZHAO, Y.Y., 2013. «Metabolomics in chronic kidney disease». Clin. Chim. Acta, 422, 59-69.

[4] FIEHN, O., 2002. «Metabolomics – the link between genotypes and phenotypes». Plant Mol. Biol., 48, 155-171.

[5] PATTI, G.J., YANES, O. eta SIUZDAK, G., 2012. «Innovation Metabolomics: the apogee of the omics trilogy». Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 13, 263-269.

[6] BENITO, S., SANCHEZ, A., UNCETA, N., ANDRADE, F., ALDAMIZ-ECHEVARRIA, L., GOICOLEA, M.A. eta BARRIO, R.J., 2016. «LC-QTOF-MS-based targeted metabolomics of arginine-creatine metabolic pathway-related compounds in plasma: application to identify potential biomarkers in pediatric chronic kidney disease». Anal. Bioanal. Chem., 408, 747-760.

[7] BENITO, S., SANCHEZ-ORTEGA, A., UNCETA, N., JANSEN, J.J., POSTMA, G., ANDRADE, F., ALDAMIZ-ECHEVARRIA, L., BUYDENS, L.M.C., GOICOLEA, M.A. eta BARRIO, R.J., 2018. «Plasma biomarker discovery for early chronic kidney disease diagnosis based on chemometric approaches using LC-QTOF targeted metabolomics data». J. Pharm. Biomed. Anal., 149, 46-56.

[8] BENITO, S., SANCHEZ, A., UNCETA, N., ANDRADE, F., ALDAMIZ-ECHEVARRIA, L., GOICOLEA, M.A. eta BARRIO, R.J., 2018. «Untargeted metabolomics for plasma biomarker discovery for early chronic kidney disease diagnosis in pediatric patients using LC-QTOF-MS». Analyst (Cambridge, U. K.), Ahead of Print.

El artículo Nuevos biomarcadores en niños con enfermedad renal crónica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Posibles biomarcadores para el ictus
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Txikitatik materia hiru egoeratan bakarrik aurkitu daitekeela erakutsi digute: solidoa, likidoa eta gasa. Baina ez dira bakarrak. Izan ere, solido eta likidoaren artean dagoen bitarteko faseari mesofase edo kristal likido fasea deritzogu. Fase horren baitan, solido nahiz likidoaren ezaugarriak ditu materiak eta material batzuetan soilik gerta daiteke egoera berezi hau.

Ikerketa esparru honek hainbat erronka ditu gaur egun eta, besteak beste, laser argia lortzeko edota egitura nanometrikoak eraikitzeko baliagarriak izan daitezke aipatutako materiak.

Ibon Alonsorekin, UPV/EHUko Fisika Aplikatua II saileko irakaslearekin, hitz egin dugu egoera honen berezitasunak eta ezaugarriak ezagutzeko.

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

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[El sonido del viento (1)]

Mientras que los instrumentos de cuerda necesitan transmitir su vibración al aire (mediante una superficie o caja de resonancia), en los instrumentos de viento es el propio aire el que se mueve desde el principio. La función del tubo, por tanto no es producir sonido, sino dar forma y contener la onda sonora. Ahora bien, como contenedor tiene una función fundamental ya que define el tono del sonido.

De manera general, cuanto más larga sea la onda sonora, más grave será su sonido y viceversa. Por eso, los instrumentos más grandes de la orquesta (como el contrabajo) son aquellos que producen sonidos más graves y viceversa. Además, bajo el nombre de cada instrumento, suele agruparse una familia entera, de distintos tamaños, que cubren rangos de sonidos diferentes (lo que en música se conoce como tesitura).

Cada instrumento de viento tendrá, por tanto, un tono asociado a su longitud, la frecuencia natural de su tubo, que diría un físico. Ahora bien, suele ser deseable que un solo instrumento pueda producir varios tonos distintos. Y “cortar” el tubo en cuestión no suele ser una opción (aunque en algunos instrumentos se puede probar algo parecido). Por ello, los ingeniosos inventores de máquinas de hacer sonidos (i.e. instrumentos) han ideado varios mecanismos que permiten variar la longitud de un tubo sin romperlo. Aquí van algunas.

1- Agujeros.

El tubo define la frecuencia de la onda sonora que contiene porque es capaz de imponer unas condiciones de contorno sobre ella. Pero vamos a explicar qué significa esto. Pongamos por ejemplo, un tubo cilíndrico abierto por los dos lados (i.e. flauta). Lo que nos dice la física es que, dentro de ese tubo, va a suceder todo lo que pueda suceder y nada que no pueda suceder. A veces la física se pone un poco tautológica, yo lo sé, pero esto tiene su importancia porque una de las cosas que no pueden suceder es que en los extremos del tubo se den cambios bruscos de presión o de velocidad en el aire.

Esto implica que la onda sonora, dentro de nuestro imaginario tubo cilíndrico, debe tener al menos dos puntos donde la presión del aire no varía (dos nodos): la entrada y la salida. Aquí, el aire del tubo entra en contacto con el exterior que se encuentra, invariablemente, a presión atmosférica.

Este es el mecanismo por el que la longitud del tubo define la longitud de la onda sonora. Pero podemos utilizarlo también para “acortar” el tubo sin cortarlo. Si abrimos agujeros y los destapamos sucesivamente, cada agujero forzará un nuevo nodo en la onda sonora. La onda se formará entonces entre la entrada del tubo y el primer agujero abierto. Cuanto más cerca este agujero de la embocadura, más agudo será el sonido (más corta su longitud de onda). Por eso los instrumentistas van retirando dedos, según se acercan al agudo, fijaos por ejemplo, en el solo inicial del clarinete de Rhapsody in Blue.

 

2- Armónicos.

Ahora bien, existen algunos instrumentos de viento que no tienen agujeros, ni uno solo. Este es el caso, en general, de los instrumentos de viento metal. Las “teclas” de trompetas, trompas y demás activan distintos pistones sin dejar que el aire de su interior entre en contacto en ningún momento con el exterior.

La trompa es un caso especialmente sorprendente, dado que alcanza los 3 metros de longitud. El origen de las trompas son son los míticos cuernos o cornos que se llevaban a la batalla. Pero este corno fue creciendo… y está claro que en algún momento a alguien se le fue de las manos. En su versión orquestal, el tubo se encuentra enrollado y quizás no impresiona tanto, pero la trompa alpina, un instrumento típico de Suiza, permite apreciar la verdadera magnitud del instrumento.  

Ahora bien, la trompa no tiene ni un agujero. Es un único tubo continuo… y aún así, sirve para entonar melodías como esta:

¿Cómo es esto posible? La clave está en que las condiciones de contorno imponen que la onda tenga al menos dos nodos en los extremos del tubo (en el caso de la trompa, un nodo y un antinodo, ya que uno de los extremos está tapado por la boca del instrumentista). Pero esta condición se cumple también para sonidos que tienen más nodos dentro del propio tubo, sonidos cuya longitud es una fracción racional de la longitud del tubo, también conocidos como armónicos. Para conseguir tocar estos armónicos, el trompista debe variar la vibración de sus labios con una gran precisión. Con una trompa moderna, un profesional es capaz de hacer sonar hasta 10 armónicos de una mismo tono fundamental.

Esquema de los armónicos de un abierto por ambos extremos y un tubo cónico cerrado por un lado, como la trompa. Fuente: University of New South Wales

3- Pistones.

Hasta el s. XIX, las trompas de las orquestas solían ser, como las alpinas, un simple tubo enrollado, sin ningún tipo de apertura ni pistón. Sin embargo, su dependencia de los armónicos, limitaba su posible repertorio a aquellas piezas compuestas en la tonalidad de su frecuencia fundamental.

Con un lenguaje musical cada vez más flexible y con más cambios de tonalidad, esto suponía una fuerte restricción. En el s. XVIII, empezaron a usarse tubos de distinta longitud, que se colocaban entre la boquilla y el cuerpo del instrumento para extender su longitud y variar así su tono. Estos fueron los precursores del sistema de pistones y válvulas que se utiliza hoy en día: el “elija su propia aventura” de los instrumentos de viento metal.

Los pistones son mecanismos que habilitan distintos recorridos del aire dentro del instrumento, dando lugar a tubos de distinta longitud con sólo pulsar una tecla. Fueron ideados a principios del s. XIX (alrededor de 1815) pero no llegaron a popularizarse hasta bastante tiempo después debido, por un lado, a la falta de madurez del invento y, por otro, al recelo de algunos músicos que seguían prefiriendo la trompa natural. Hoy, en cambio, este mecanismo está plenamente aceptado y no sólo dota de mayor flexibilidad a este tipo de instrumentos, sino que les da ese aspecto intrincado, tan característico y tan bonito.

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

El artículo El sonido del viento (2) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. El sonido del viento
2. Sonido (1)
3. Sonido (y 2)

Janire Taboada eta Bego Blanco Informazio sistemen bilakaerak bukaerako erabiltzaileei onura nabariak ematen die. Baina, honekin batera, egungo informazio sistemen konplexutasun hazkundea sare paradigma tradizionalek eman dezaketena baino harago doa, sistema hauen hedapen, kudeaketa eta mantentze-lanari dagokionez.

Irudia: Bideraketa filosofia berri bat, bere operazioa ad hoc sareen aplikazio inguruneen ezaugarri espezifikoetara eta horien exekuzio denborako aldaketetara moldatzen duen aurkezten da lanean.

Belaunaldi berriko sareen arkitekturaren diseinu arrakastatsuak beharrezko erronka batzuk bete behar ditu, ondorengo aspektuekin erlazionatuak: eskala handiko sistemen konplexutasuna, euren izaera dinamikoa, sare-baliabideen urritasuna, arkitektura heterogeneoak, kontrol eta azpiegitura zentralizatuaren falta eta matxuren konponketa autonomoen beharra.

Erronka hauen jatorria konektibitate-eskaeraren eta trafiko-fluxuen hazkundea dela argi dago. Baina sarean zehar garraiatzen den datu-trafikoarekin batera, pakete bakoitzari erantsitako protokolo goiburuek sarearen egoerari buruzko informazio adierazgarria dute. Aldi berean, sare-nodoetan exekutatzen ari diren protokolo-prozesuek sare gertaeren eta hauen emaitzen informazio adierazgarri ugari sortzen dute. Sareari informazio multzo hau hartzeko eta ustiatzeko ahalmena emateak sistemari auto-kudeaketa eta auto-berreskurapen maila altuagoak eskuratzea ahalbidetzen dio, monitorizazio eta matxuren diagnostiko autonomo hobetuago baterako beharrezko baliabideak eskainiz.

Testuinguru honetan, machine learning-ean oinarritutako erremintek, ziklo kognitibo baten bidez orain arte sarearen “gainkarga” kontsideratu dena ezagutza baliagarrian transformatzeko prozesuan rol nagusia jokatu dute. Irrati sare kognitiboen filosofian oinarrituz, kontzeptu hau protokolo pilaren maila baxuetara hedatu da. Prozesu edo ziklo kognitiboek sistemei adimena ematen diete, horrela eskuragarri dagoen informazioa jasotzeko, aztertzeko eta sarearen dinamismoari aurre egiteko erabaki egokiena hartzeko. Ziklo kognitiboek giza ikasketa imitatzen dute eta zenbait fasez osatuta daude, datu detekziotik hasita ezagutza berriaren sorrera arte. Hortaz, sare-sistemek disfuntzioak detekta ditzakete, klasifikatu eta matxurak ezabatu edota ekiditeko era autonomoan erabakiak hartzeko.

Lan honek aurreko metodologia sare mota espezifiko batera aplikatzen du, ad hoc sareak, zeinek berez auto-antolaketa maila altua behar duten. Konkretuki, gaitasun kognitiboak sare mailan sartzen dira machine learning eta erabakiak hartzeko prozesu banatu baten bidez, baliabideen erabilera eraginkorragoa egiteko eta disfuntzioen efektuak leuntzeko. Emaitza ad hoc sareentzat modulu kognitibo baten diseinua da, zeinak bideraketa protokolo mota klasikoen ezaugarriak konbinatzen dituen, bakoitzaren abantailak hartuz eta desabantailak konpentsatzeko. Bukaerako helburua edozein agertokitan errendimendu hoberena lortzea da, detektatutako sare-egoeraren arabera banakako nodoetan bideraketa protokoloaren portaera aldatuz.

Horretarako, lehenik eta behin, oinarrizko bideraketa protokolotzat Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) hautatu da, eta ondoren, bideraketa protokoloaren errendimendurako faktore nagusiak eta zeharkako adierazleak identifikatzen dira ANOVA (ANalysis Of Variance) eta kluster analisia erabiliz. Gainera, sare geruza kognitiboa hasierako offline entrenatze-fase eta ondorengo exekuzio edo erabaki fase batez osatuta dago.

Modulu kognitiboan oinarritutako gure proposamen horri Glocal Ad hoc Routing Intelligence (GARI) deitu izan diogu. Aurkeztutako emaitza esperimentalen arabera, sare geruza kognitibo berri hau bideraketa taula mantentze proaktiboa gauzatzeko, bide matxurak aurreratzeko eta errorea gertatu baino lehen aukera egokiena beti konfiguratzeko kapaza dela baieztatzen da.

Metodologia hau, hemen ad hoc sare mugikorren inguruan aplikatu dena, guztiz estrapolagarria da beste edozein teknologiatan edo sare motatan. Bideraketa filosofia berri bat aurkezten du, zeinak bere operazioa ad hoc sareen aplikazio inguruneen ezaugarri espezifikoetara eta horien exekuzio denborako aldaketetara moldatzen duen. Modulu kognitiboaren inplementazioari esker, bideraketa funtzionalitateak oinarrizko protokoloaren portaera hobetzen du, eta bere funtzioa barietate handiko aplikazio desberdinen errendimendu behar globaletara egokitzen da, era banatuan eta auto-antolatuan lan egiten duelarik.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 33
• Artikuluaren izena: Sareari adimena gehitzen: machine learning eta gaitasun kognitiboen sarrera sare mailan monitorizaziorako eta matxuren diagnostikorako.
• Laburpena: Ohiko sare-ereduak erabiliz belaunaldi berriko sareen ezaugarri espezifikoek ez dute kudeaketa egokia ahalbidetzen: izan ere, ezin ditu kontuan hartu eskala doiketa, heterogeneotasuna eta agertoki hauen konplexutasuna. Beraz, beharrezkoa da komunikazio sistema hauen diseinu eta kudeaketarako paradigma berriak definitzea. Modu honetan, machine learning-aren erabilpenaren bidez, sareari gaitasun kognitiboak gaineratzeak datuei erantsita sarean zehar garraiatzen den protokolo-informazioaren maneiatzea posible egiten du. Informazio hau sarearen egoera inferitzeko erabiltzen da, disfuntzioak ekidinez eta guztirako errendimendua hobetuz. Artikulu honek sare-mailan integratutako modulu adimentsu baten diseinua aurkezten du, offline machine learning-ean oinarrituz, bideraketa funtzionalitaterako informazioa bilduz eta interpretatuz. Testuinguruaz kontzientea den modulu kognitibo honek monitoreatutako sare-egoeraren arabera bideraketa protokoloaren portaera manipulatzen du, horrela matxurak ekidinez, trafikoa orekatuz eta hobekuntza globala eskuratuz.
• Egileak: Janire Taboada eta Bego Blanco.
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 181-193
• DOI: 10.1387/ekaia.17847

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Egileez:

Jon Andrade del Olmo eta Leyre Pérez Álvarez UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Kimika Fisikoa saileko Kimika Makromolekularreko Laborategian dabiltza.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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«Lejos de cualquier lirismo, Billette ha sabido crear un universo históricamente anclado, pero moderno por su lenguaje y su intención, por la explosión cronológica del relato, así como por el humor y un toque fantástico».

Raymond Bertin, « Combat pour un nouveau monde / Contre le temps », Cahiers de théâtre Jeu,‎ 2012

Libreto de Contre le temps.

 

Contre le temps –Contra el tiempo– (2011) es una obra de teatro de la dramaturga Geneviève Billette. Se estrenó en Montreal (Canadá) el 8 de noviembre de 2011, año en el que se conmemoraba el centenario del nacimiento de Évariste Galois. En la imagen posterior aparecen los personajes de la obra; de izquierda a derecha:

• Stéphanie, la amada de Galois.

• El poeta Gérard de Nerval, encarcelado en la prisión de Sainte-Pélagie en febrero de 1832 por un alboroto nocturno. Allí conoce a Galois y entablan amistad.

• Évariste Galois, protagonista de la historia.

• Gabriel, el padre de Galois.

• Adélaïde, la madre de Galois que se siente culpable por haber perdido el contacto con su hijo durante su estancia en prisión.

• Alfred, el hermano pequeño de Galois, que sólo desea pasar tiempo con Évariste.

• Augustin, el amigo de Galois que no entiende la razón de sus matemáticas.

• El espectro del matemático Jean-Baptiste Fourier, que anhela que Galois redacte su legado científico. Se siente culpable por haber fallecido sin terminar la evaluación de un documento de Galois. Junto a Gérard de Nerval, aporta la nota cómica a una obra de claro corte dramático.

Los personajes de la obra. Fotografía de producción.

 

A continuación resumimos el guion y compartimos algunas citas (traducidas por la autora de esta anotación).

Estamos en 1832, en París. Évariste Galois acaba de abandonar la prisión en la que ha permanecido encarcelado durante ocho meses por motivos políticos. Activo republicano, había sido arrestado, por segunda vez, por un acto de sedición contra el rey Luis Felipe de Orleans. Es un joven apasionado y comprometido; vive por la democracia y la investigación científica.

El matemático intenta terminar su tratado de álgebra porque sospecha que va a morir; lucha contra el tiempo. La noche anterior al duelo que le lleva a la muerte, Galois escribe en el margen de la memoria que está intentando terminar:

Hay algo a completar en esta demostración. No tengo tiempo.

Su madre –con la que ha perdido el contacto desde hace meses– corre a buscarlo para abrazarle y transmitirle su cariño. Un curioso personaje impide a Adélaïde acercarse a Galois: es el fantasma de Jean-Baptiste Fourier, que se siente culpable por haber fallecido –en mayo de 1830– unos días después de haber recibido un manuscrito de Galois para –como secretario vitalicio de la académie des Sciences– evaluar. Sin haber sido revisado, este documento se perdió. Fourier sabe que Galois va a morir y no quiere que nadie le entretenga para que finalice la redacción de su legado matemático.

Galois redacta con gran excitación. Se detiene en algunos momentos para recordar detalles de su vida. Se acuerda afligido de su padre –alcalde de Bourg-la-Reine, de ideas liberales– que se suicida en 1829 no pudiendo soportar el descrédito ante sus conciudadanos promovido por el párroco de la ciudad. Galois lamenta no haber percibido el mal momento anímico por el que pasaba Gabriel. Pero sigue escribiendo, con pasión, con un arrebato cercano a la locura. Recuerda a su amada Stéphanie, a su hermano pequeño, a su madre…

Galois encarna al genio romántico, apasionado por la vida y por intentar cambiar el orden del mundo. Sus ansias por aprender se habían visto frenadas por las autoridades académicas; fue expulsado de la École Polytechnique que apoyaba a una monarquía repudiada por Galois.

Adélaïde: La dirección de la École se declara monárquica, ¿y qué? Eso no te impedirá pensar, trabajar, ¡el álgebra no tiene banderas!

Évariste: El álgebra es también una visión del mundo.

En una conversación con su amigo Augustin, explica la razón por la que sus matemáticas son revolucionarias:

¿Por qué crees que nadie antes de mí había conseguido resolver el problema? Los otros matemáticos no carecen de inteligencia. Conozco sus trabajos de memoria, sé exactamente cómo piensan […]. Uno a uno, han fracasado con la ecuación de grado 5, porque aislaban el problema. […] La única manera de resolverlo era con otra perspectiva. Mi método de resolución general, Augustin, […] era la única solución.

Al definir la estructura de grupo, Galois establece un nuevo territorio a explorar, un territorio con inmensas posibilidades:

Augustin: Comprendo el principio, pero ¿para qué sirve?

Évariste: Para pensar de manera amplia. […] También para ir más allá. Permite anticiparse.

Augustin: ¿Pero a qué se dedica?

Évariste: No te entiendo…

Augustin: Las aplicaciones concretas.

Évariste: Ah eso… Ninguna. […]

Augustin: Vamos… Cuando vayas donde un mecenas, ¿qué le dirás? ¿A quién beneficiarán tus grupos de inmediato?

Évariste: A nadie. Por ahora, a nadie. No… no es para nosotros. Los químicos se apropiarán de ello. Los físicos también. Pero las aplicaciones concretas, como dices, creo que no serán visibles más que dentro de doscientos años. […]

Augustin: Esto es serio, Évariste. No has podido pasarte noches enteras de trabajo sin conocer la utilidad de tus investigaciones… Es imposible. ¡Imposible!

Évariste: Lo que dices es estúpido. ¿Cómo quieres inventar si sabes exactamente lo que estás buscando? Me he obsesionado con la ecuación de grado 5, esto es lo que me ha permitido progresar, noche a noche, hasta la idea de grupo. No se puede investigar, Augustin, realmente investigar, conociendo con antelación el paisaje final.

Augustin: Doscientos años… nadie se beneficiará. Me refiero a que ninguno de nosotros estará…

Évariste: Es cierto, es lo que más me fascina. Hacer posible un mundo que nunca conoceré.

Por cierto, el tiempo le ha dado la razón. Sus teorías matemáticas permiten estudiar objetos complejos en términos de simetrías y de permutaciones y, hoy en día, se aplican a áreas tan variadas como la informática, la química, la física o la criptografía.

Contre le temps finaliza con la aprobación por parte de Fourier de los trabajos de Galois. Cuando el matemático yace ya herido de muerte tras su duelo, Fourier le tranquiliza:

Está todo. (Pausa) Está todo, Galois.

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 Évariste Galois: contra el tiempo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Estudiar más que conocer, buscar más que encontrar la verdad
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Juanma Gallego Azken hamar milurtekoetan munduan izan den lurraren erabilpena aztertu dute ikerketa erraldoi batean. Duela 3.000 urte inguru gizakiak lurrean zein kliman eragin esanguratsua izan zuela ondorioztatu dute.

Hasiera batean geologoen artean zegoen terminoa baino ez zen, baina, pixkanaka, gero eta gehiago zabaltzen hasi da publiko zabalaren artean. Antropozoenoaz ari gara, gizaki modernoaren eraginaren ondorioz eratu den garai geologiko berriaz, hain zuzen. Momentuz modu ez ofizialean hitz egiten da gaiari buruz, baina nazioarteko taula estratigrafikoan ere garantia guztiekin sartzeko lanean ari da nazioarteko batzorde bat, tartean Alejandro Cearreta euskal geologoa horretan buru-belarri dagoelarik.

Gauzak ofizialdu bitartean, eztabaida dago Antropozenoa berez noiz hasi zen erabakitzerakoan. Bereziki garai geologiko bat definitzerakoan geologoek argi ikusi behar dutelako garai hori laburbiltzen duen ezaugarria mundu osoan zehar barreiatuta dagoela, hots, inpaktu globala duela. Horregatik, adibidez, askotan ukatu da Antropozenoaren abiapuntua iraultza industrialaren garaian dagoenik, horren eragina globala izan ez zelakoan. Bonba nuklearren garapenaren ondorioz mundu osoko laginetan egiazta daitekeen isotopo erradioaktiboen presentzia, berriz, Antropozenoaren ezaugarritzat jo izan da gehienetan.

1. irudia: Industria iraultza agertu arte gizakiak bereziki nekazaritzaren bitartez aldarazi du ingurunea, baina baita abeltzaintzaren eta artzaintzaren bidez ere. Irudian, Italiako Alpetan egiten den sasoiko artzaintza. (Argazkia: Andrea Kay)

Dena dela, eztabaida ez dago ebatzita, eta arkeologoek ere haien ekarpena egin nahi dute. Ez da hau egiten duten lehen aldia, baina bai agian horretan indar gehien erakutsi dutena, egile kopuruari eta erabilitako euskarriari erreparatzen badiegu bederen. Orotara, 255 ikertzailek parte hartu dute ikerketan, eta, horietatik, 120 egilek zientzia artikulua sinatu dute. Bakoitzak espezializazio arloa duen eremuari edo garaiari buruzko datuak eman ditu. Bestalde, ezin daiteke esan munduko aniztasuna ordezkatuta ez dagoenik: mundua 146 eremutan banandu dute, eta eremu bakoitzean izan den lurren erabileraren bilakaera aztertu dute. Datuak eta ondorioak Science aldizkarian plazaratutako ikerketa batean bildu dituzte.

Bertan azaldu nahi izan dute gizakiak azken hamar milurtekoetan egin duen lurraren erabilera nolakoa izan den, eta bereziki mapen bidez egin dute hori. Bertan jaso dute, besteak beste, nekazaritza estentsiboaren eta intentsiboaren zabalpena, eta baita artzaintzaren bilakaera ere, ehiza-bilketaren desagerpenarekin batera. Azkenik, hiri-gizarteen agerpena jaso dute ere mapa bilduma horretan.

Gogoratu dutenez, duela 10.000 urte inguru ehiza, arrantza eta bilketa ziren ohiko jarduerak, baina Kristo aurreko 1.000. urtearen bueltan planetaren erdian bai nekazaritza zein artzaintza nagusituak zeuden. Horiek izan ziren, hain zuzen, gaur egungo munduari forma eman zioten jardunak, eta ingurumenean eragin esanguratsua izan zuten lehen garai horietatik. Horrenbestez, egileek diote orain arte uste zen baino dezente lehenago gertatu zela gizakiaren inpaktua planetan. Hala izanik ere, onartu dute bereziki industria iraultzaren ondoren hasi zela artean aurrekaririk ez zuen ingurumenaren suntsiketa. Ikertzaileek argudiatu dute klima aldaketari buruzko ikerketetan, eta, bereziki, lurraren erabilerari buruzko eztabaidetan ezagutza hau kontuan hartu behar dela.

2. irudia: Landaredia nahita eta kontrolpean erretzea hainbat milurtekoz erabili izan den nekazaritza teknika da, eta hori ekosistemen kalterako izan da. Irudian, Kabwe izeneko eskualdea ageri da, Zambian. (Argazkia: Andrea Kay)

Ikerketa ArchaeoGLOBE izeneko egitasmoaren barruan garatu dute. Inkesta komunak erabiltzen dituzte ikertzaileek mundu osoko gizarteak ikertzeko antzeko irizpideen arabera. Horrela, mundu osoan lurrarekiko harremana nola aldatu den ikertu nahi izan dute. Mundu mailan ingurumen zientziak eta arkeologia lotzen ditu metodologia berritzaile honek. Funtsean, modu sintetiko batean bildu eta estandarizatu nahi izan dute gaur egun lurzoruen erabileraren inguruan arkeologoek daukaten ezagutza, modu horretan ebatzi ahal izateko zein izan den ingurumenean egon den eragina. Inpaktu hau bereziki paisaien erabilpenean abiatu da, eta bioaniztasunaren, ekosistemen eta klimen aldaketa ekarri ditu. Ehiztari-biltzaileek hasi zituzten aldaketa horiek, baina nekazaritza intentsiboaren zein hirien agerpenarekin eragin hau askoz handiagoa izan zen.

Kontu honi guztiari baikortasun puntu bat atera nahian edo, ikertzaileek babestu dute datu berriak eskutan aukera egongo dela ikasteko hasierako gizarte horiek hainbat arazori eman zizkioten irtenbideen inguruan, hala nola deforestazioari edota ur eskasiari.

“Duela 12.000 urte inguru, gizakia batez ere bilketan ari zen, eta horrek esan nahi du ez zuela ingurumenarekin elkar eragiten nekazariek egin ohi duten modu bizian”, adierazi du, prentsa ohar batean Gary Feinman ikertzaileak. “Eta orain ikusten dugu duela 3.000 urte munduko leku askotan benetan laborantza inbaditzailea egiten zuen jendea bazegoela”, laburbildu du.

Azkenik, eta metodologiari erreparatuz, adierazi dute orain aurrean duten erronka dela hain sakonki ikertu ez den hainbat eremutan sakontzea, planeta osoaren irudi ahalik eta osatuena lortu aldera.

Erreferentzia bibliografikoa:

Stephens, Lucas et al. (2019). Archaeological assessment reveals Earth’s early transformation through land use. Science. 365 (6456), 897-902. DOI: 10.1126/science.aax1192

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

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El oro se emplea en las naves espaciales como protector contra la radiación. Pero básicamente radiación térmica (infrarrojo), visible y, combinado con otros materiales, ultravioleta. Tras leer esta anotación sabrás que el espesor de oro necesario para proteger contra una fuente de radiación alfa a una nave espacial o a una astronauta haría las misiones espaciales prohibitivamente caras. Fuente: NASA

¿Cómo llega Rutherford a la conclusión de que el átomo debía tener una concentración de masa y carga, esto es, un núcleo a partir de los primeros experimentos de Geiger y Marsden? Veámoslo con algo más de detalle partiendo de la base de que el modelo imperante en ese momento es el modelo atómico de Thomson.

Lo primero que parecía evidente es que debía existir algo (los núcleos) que tenía que ser mucho más densos que cualquier cosa en los átomos de Thomson. Simplemente, porque una partícula α que se mueve directamente hacia uno de ellos se ve detenida y devuelta. Una analogía sería que una pelota de tenis rebota si impacta con una roca, pero no si lo que se encuentra delante es una nube de partículas de polvo de la misma masa que esa misma roca.

Figura 1. Fuente: Cassidy Physics Library

El esquema de la Figura 1 se basa en uno de los diagramas de Rutherford en su artículo de 1911 [1], que sentó las bases de la teoría moderna de la estructura atómica. Muestra dos partículas α cargadas positivamente, A y A’. La partícula α A se dirige directamente hacia un núcleo masivo N. Si el núcleo tiene una carga eléctrica positiva, repelerá la partícula α, que tiene carga positiva. Debido a esta fuerza eléctrica repulsiva, A frenará hasta detenerse a cierta distancia r de N y luego cambiará el sentido de su movimiento, volverá hacia atrás. A’ es una partícula α que no se dirige directamente hacia el núcleo N. Es rechazada por N de tal forma que sigue una trayectoria que se puede demostrar matemáticamente que debe ser una hipérbola. La desviación de A’ de su trayectoria original está indicada por el ángulo ϕ.

Rutherford consideró los efectos en la trayectoria de la partícula α de las variables importantes: la velocidad de la partícula, el grosor de la lámina y la cantidad de carga Q en cada núcleo. Según el modelo de Rutherford, la mayoría de las partículas deberían dispersarse en ángulos pequeños, porque la posibilidad de acercarse a un núcleo muy pequeño directamente es muy pequeña. Pero un número significativo de partículas α debería dispersarse en ángulos grandes. Eran necesarios nuevos experimentos.

Figura 2. Fuente: Cassidy Physics Library

Geiger y Marsden comprobaron [2] estas predicciones con el dispositivo esquematizado en la Figura 2. La caja de plomo B contiene una sustancia radiactiva (radón) que emite partículas α. Las partículas que emergen del pequeño orificio en la caja se desvían en diversos ángulos al pasar pasan a través de una fina capa de metal F. El número de partículas desviadas en cada ángulo ϕ se encuentra dejando que las partículas golpeen una pantalla de sulfuro de zinc S. Cada partícula que golpea la pantalla produce un centelleo (un punto de fluorescencia momentáneo). Estos centelleos se pueden observar y contar mirando a través del microscopio M. El microscopio y la pantalla se pueden mover conjuntamente a lo largo de toda la circunferencia, cubriendo de esta manera todos los ángulos ϕ.

Geiger y Marsden descubrieron que el número de partículas α contadas dependía del ángulo ϕ de dispersión, de la velocidad de las partículas y del grosor de la lámina. Estos hallazgos coincidieron con las predicciones de Rutherford y respaldaron un nuevo modelo atómico, en el cual la mayor parte de la masa y toda la carga positiva ocupan una región muy pequeña en el centro del átomo.[3][4]

Notas:

[1] E. Rutherford (1911) «The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom», Philosophical Magazine. Series 6, vol. 21.

[2] H. Geiger, Hans & E. Marsden (1913). «The Laws of Deflexion of α Particles through Large Angles», Philosophical Magazine. Series 6. vol. 25

[3] Lo que implica que la mayor parte del átomo es espacio vacío.

[4] Curiosamente y desde el punto de vista electrostático el átomo de Rutherford es un caso particular del átomo de Thomson. Esto permitió que el primer modelo cuántico del átomo se desarrollase basándose en el modelo de Thomson. Lo hizo Arthur E. Hass en 1910. Esta historia, bastante desconocida, la conté en este video.

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

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

Entradas relacionadas:

1. Rutherford: la radiactividad y el descubrimiento del núcleo atómico, por El zombi de Schrödinger
2. El modelo atómico de Thomson
3. 1913-2013: del modelo atómico de Bohr al Higgs