In this work, we study theoretical and observational issues about pulsars (PSRs), pulsar wind nebulae (PWNe) and supernova remnants (SNRs). In particular, the spectral modeling of young PWNe and the X-ray analysis of SNRs with magnetars comparing their characteristics with those remnants surrounding canonical pulsars. The spectra of PWNe range from radio to γ-rays. They are the largest class of identified Galactic in γ-rays increasing the number from 1 to ∼30 during the last years. We have developed a detailed spectral code which reproduces the electromagnetic spectrum of PWNe in free expansion (tage .10 kyr). We shed light and try to understand issues on time evolution of the spectra, the synchrotron self-Compton dominance in the Crab Nebula, the particle dominance in PWNe detected at TeV energies and how physical parameters constrain the detectability of PWNe at TeV. We make a systematic study of all Galactic, TeV-detected, young PWNe which allows to find correlations and trends between parameters. We also discuss about the spectrum of those PWNe not detected at TeV and if models with low magnetized nebulae can explain the lack of detection or, on the contrary, high-magnetization models are more favorable. Regarding the X-ray analysis of SNRs, we use X-ray spectroscopy in SNRs with magnetars to discuss about the formation mechanism of such extremely magnetized PSRs. The alpha-dynamo mechanism proposed in the 1990’s produces an energy release that should have influence in the energy of the SN explosion. We extend the work done previously done by Vink & Kuiper (2006) about the energetics of the SN explosion looking for this energy release and we look for the element ionization and the X-ray luminosity and we compare our results with other SNRs with an associated central source.

El objetivo de esta tesis es ampliar nuestra comprensión de la física de dos clases de fuentes astrofísicas entre las más importantes emisoras de radiación no-térmica: blazars y púlsares. En particular, la tesis relata sobre la observación del blazar B3 2247 381 y el púlsar del Cangrejo. Este estudio se llevó a cabo mediante la medición de rayos gamma por encima de ~50 GeV con los telescopios MAGIC. Las dos clases de fuentes incluidas en esta tesis no están fuertemente relaccionadas, sin embargo, representan dos ejemplos interesantes de cómo observaciones de rayos gamma en una gama de energía cerca del umbral de MAGIC puedan conducir a avances en la comprensión de los mecanismos de emisión, y a veces a descubrimientos sorprendentes. Los blazares son galaxias activas con un chorro relativista propulsado por su agujero negro central y dirigido hacia el observador. La emisión de rayos gammas procede de partículas cargadas aceleradas en el chorro. El tipo de partículas aceleradas, la posición de la emisión y el mecanismo de aceleración son algunas de las preguntas abiertas sobre los blazars. Además, su observación puede proporcionar límites sobre la luz de fondo extragaláctica (EBL), importante para comprender la formación y evolución de las primeras galaxias. B3 2247+381 ya se observó con MAGIC en el modo monoscópico en 2006, pero no fue detectado. En 2009, el comienzo de las observaciones estereoscópicas mejoró la sensibilidad de MAGIC, y se propuso su re-observación. Se detectó en Octubre de 2010, conseguentemente se determinó su espectro por encima de 200 GeV. No se encontró variabilidad. Esta evidencia, junto con las observaciones en otras longitudes de onda, se interpretó mediante un simple modelo Synchrotron Self Compton (SSC) a una zona con parámetros similares a los adoptados por otros blazars. Aunque B3 2247+381 no sea una fuente sorprendente,estos resultados conferman de la validez de modelo SSC y amplian la base de datos disponibles para estudios de EBL y de población. Los púlsares son estrellas de neutrones altamente magnetizadas, que girando emiten pulsos de radiación electromagnética en todas las longitudes de onda. Hasta hace poco, no se había detectado ningun púlsar por encima de 100 GeV, de acuerdo con la las predicciones del modelo “outer gap” (OG) de un corte exponencial en el espectro de energía alrededor de algunos GeV. MAGIC observó el púlsar del Cangrejo entre 2009 y 2011, recogiendo 73 horas de datos stereo de buena calidad. Un plug-in para el software de timing TEMPO2 fue escrito para calcular las fases de los succesos mediante efemérides radio. La análisis fue adaptada para obtener un bajo umbral de energía. Una pulsación significativa (>6.8 sigma) se detectó en el rango de energía 46-416 GeV. La curva de luz presenta dos picos (P1 y P2), en línea con los de energías más bajas, pero más estrechos y con proporción P1/P2 de 0,5. Los espectros de energía resueltos en fase continuan como una ley de potencia con un índice espectral de ~-4 hasta las energías más altas, en fuerte desacuerdo con todas predicciones. Un modelo OG ampliado interpreta esta emisión como procedente de inverse Compton scattering por pares secundarios y terciarios sobre fotones IR/UV. Otras explicaciones existen, algunas predicen características espectrales comprobables con más observaciones. Queda para averiguar si el Púlsar del Cangrejo es único en su clase o si la emisión de rayos gamma hasta centenares de GeV está presente en otros púlsares. Durante el transcurso de esta tesis también he trabajado activamente en el para la actualización de la camera y del sistema de lectura de datos de MAGIC, que asegurará observaciones más eficientes y más estables. / The goal of this thesis is to expand our understanding of the physics of two astrophysical source classes amongst the most prominent emitters of non-thermal radiation: blazars and pulsars. In particular, the thesis reports the observation of the blazar B3 2247+381 and the Crab pulsar. This study was carried out by measuring gamma-ray emission above ~50 GeV from these sources with the MAGIC telescopes. The two source classes covered in this thesis are not closely related, however they represent two interesting examples of how gamma-ray observations between 50 and few hundreds of GeV, an energy range close to the threshold of MAGIC, can lead to advancements in the understanding of the emission mechanisms, and sometimes to surprising discoveries. Blazars are a type of active galaxies with a relativistic jet powered by their central black hole and directed towards the observer. Gamma-ray emission originates from charged particles accelerated in the jet. The nature of the accelerated particles, the position of the emission and the acceleration mechanism are some of the open questions about blazars. Furthermore, their observation can provide indirect limits on the extragalactic background light (EBL), important for understanding early galaxy formation and evolution. B3 2247+381 was observed already by MAGIC in monoscopic mode in 2006, but eluded detection. In 2009, the commencement of stereoscopic observations enhanced the sensitivity of MAGIC, so it was proposed for re-observation. It was detected in October 2010, leading to the determination of its spectrum above 200 GeV. No significant variability could be found. This evidence, together with observations at other wavelengths, is interpreted using a simple one-zone Synchrotron Self Compton (SSC) model, with parameters similar to those adopted for other blazars. Even if B3 2247+381 was not a surprising source, these results confirm the validity of SSC models and enlarge the data base to be used in EBL and blazar population studies. Pulsars are highly magnetized, rotating neutron stars that emit periodic radiation at all wavelengths. Until recently, no pulsar was detected above 100 GeV, in agreement with the “outer gap” (OG) model predictions of an exponential cutoff in the energy spectrum at few GeV. For the Crab pulsar however, the presence of said cutoff was questioned in 2010 by MAGIC monoscopic measurement. MAGIC observed the Crab pulsar in stereoscopic mode between 2009 and 2011, collecting 73 hours of good quality data. A plug-in for the TEMPO2 timing software was written to calculate the event phases using radio ephemerides. The analysis cuts were customized to obtain the lowest energy threshold possible. A significant pulsation (>6.8 sigma) was detected in the energy range 46 - 416 GeV. The folded light curve shows two peaks (P1 and P2), aligned with the ones at lower energies, but narrower and with P1/P2 ratio of ~0.5. The phase-resolved gamma-ray energy spectra continue as a power-law with a spectral index ~-4 up to the highest energies, in stark disagreement with all predictions. An extended OG model interprets this emission as high-altitude inverse Compton scattering of secondary and tertiary pairs on IR/UV photons. Other explanations exists, some predicting spectral features testable with further MAGIC observations. It remains to be understood if the Crab pulsar is unique in its kind or if gamma-ray emission up to hundreds of GeV is present in other pulsars. During the course of this thesis I was also actively involved the work for the MAGIC camera and readout upgrade, which will assure more efficient and stabler observations in the future.

Avui en dia, l'Univers sembla estar experimentant una fase d'expansió accelerada, com ho demostren les dades de supernoves i posteriorment corroborada per una sèrie de mesuraments cosmològiques -molt recentment pel satèl·lit Planck. Mentre que aquesta expansió pot ser descrit en la teoria de la gravetat d'Einstein mitjançant la invocació de l'existència d'una positiva, però extremadament petita constant cosmològica, Λ, connectat al buit quàntic, s'han proposat moltes alternatives. A grans trets, el contingut d'energia de l'univers actual es pot dividir en 5% de la matèria bariònica i el 95% d'un invisible (conegut com el "sector fosc", perquè els seus components no interactuen electromagnèticament), el 25% del qual constituït per matèria no-relativista, partícules massives d'interacció feble ("matèria fosca freda") i un 75% d'un component amb una enorme pressió negativa, l'anomenada "energia fosca". La naturalesa d'aquest últim component és completament desconegut, això justifica que s'han proposat molts candidats "de prova". De moment, la més simple i de més èxit és la constant cosmològica, esmentada anteriorment. No obstant això, pateix de dos inconvenients principals a nivell teòric: el problema de la coincidència i el problema del “fine-tunning”. L'objectiu d'aquesta memòria és proposar i ajustar els models cosmològics de l'energia fosca que eviten aquestes dificultats. Aquesta tesi està organitzada de la següent manera: Els capítols § 2, § 3 i § 4 s'introdueixen conceptes bàsics utilitzats en considerar els diferents models que conformen el nostre treball de recerca. Els següents capítols se centren en els diferents models cosmològics. Al § 5, l'energia fosca compleix el principi hologràfic i es postula que interactua (també sense gravetat) amb la matèria fosca. El principi hologràfic estableix una escala de longitud, en aquest cas la longitud d' Hubble, és a dir, la distància que limita els esdeveniments causalment connectats. Al capítol § 6, s'estudia amb més profunditat el model anterior, i es presenta una alternativa al mateix. Tots dos models comparteixen l'evolució fons idèntica però cada component es comporta de manera diferent, la qual cosa indueix un comportament divers quan es consideren les pertorbacions. Això permet discriminar observacionalment un model de l'altre. Un model d'energia fosca hologràfica més es proposa en el § 7, aquest amb l’escala de longitud determinada per el Radi de Ricci (és a dir, la mida màxima d'una pertorbació que condueix a un forat negre). Un cop més, es suposa una interacció no-gravitacional entre l'energia fosca i la matèria fosca. Al § 8, s'estudia un model unificat (amb una unificació entre la matèria fosca ad energia fosca) proposat anteriorment. Atès que l'espai de paràmetres que s'ajusta a les dades observacionals és molt petit (i també en vista del seu interès teòric), descomponem el component únic en matèria fosca freda i buit que interactuen entre ells. Com a conseqüència, l'espai de paràmetres permesos queda augmentada considerablement. Encara que els models esmentats anteriorment imiten a nivell de fons el model ΛCDM estàndard, els components foscos evolucionen de manera molt diferent. Per estudiar-los rigorosament, els codis numèrics de les pertorbacions cosmològiques han de ser adequadament modificats, amb l'inconvenient d'incrementar notablement el temps de càlcul. Aquest fet és alleujat al § 9, on un nou mètode per calcular l'espectre de potència dels models d'energia fosca és proposat. Finalment, en el § 10 tres noves parametritzacions del paràmetre de desacceleració, amb base a arguments termodinàmics sòlids, es proposen i es contrasta amb les dades observacionals. / Nowadays the Universe appears to be undergoing a phase of accelerated expansion, as witnessed by supernovae data and later corroborated by a host a cosmological measurements -very recently by the Planck satellite. While this expansion can be described in Einstein’s theory of gravity by invoking the existence of a positive but exceedingly small cosmological constant, Λ, connected to the quantum vacuum, many alternative, and sometimes sophisticated, explanations have been proposed. Roughly, the energy content of the present universe can be split into 5% of baryonic matter and 95% of a non-visible (dubbed the “dark sector” because its components do not interact electromagnetically) whose 25% consists of non-relativistic, weakly interacting massive particles (“cold dark matter”) and a 75% of a component with a huge negative pressure, the so-called “dark energy”. The nature of the latter component is completely unknown; this justifies that many “trial” candidates have been proposed. By far, the simplest and most successful one is the cosmological constant, mentioned above. However, it suffers from two main drawbacks at the theoretical level: the coincidence problem and the fine tuning problem. The aim of this Memoir is to propose and constrain cosmological models of dark energy that circumvent these difficulties. This Memoir is organized as follows: The Chapters §2, §3 and §4 introduce basic concepts widely used when considering the different models that conforms our research work. The following Chapters focus on the different cosmological models. In §5 dark energy is considered connected to the holographic principle and posits that it interacts (also non-gravitationally) with dark matter. The holographic principle sets a length scale, in this case the Hubble length, i.e., the scale of the causally connected events. In §6 the previous model is studied more deeply and an alternative to it is presented. Both models share identical background evolution but each component behaves differently, which induces a diverse behavior at the perturbative level. This allows to observationally discriminate one model from the other. A further holographic dark energy model is proposed in §7; this one based on the Ricci length (i.e., the maximum size a perturbation can have leading to a black hole). Again, a non-gravitational interaction is assumed between dark energy and dark matter. In §8, a unified dark model (featuring a unification between dark matter ad dark energy) previously proposed is studied. Since the parameter space that fits the observational data is very narrow (and also in view of its theoretical interest), we decompose the single energy component into cold dark matter and quantum vacuum interacting with one another. As a consequence the allowed parameter space gets substantially augmented. Although the models mentioned above mimic at the background level the standard ΛCDM model, the dark components evolve very differently. To rigorously study them, the numerical codes for the cosmological perturbations must be suitably modified, with the drawback of notably increasing the computational time. This is much alleviated in §9 where a novel method to calculate the matter power spectrum of dark energy models is proposed. Finally, in §10 three model independent parameterizations of the deceleration parameter, based on solid thermodynamic arguments, are proposed and contrasted with the observational data.

High-mass binary systems involve extreme environments that produce non-thermal emission from radio to gamma rays. Only three types of these systems are known to emit persistent gamma-ray emission: colliding-wind binaries, high-mass X-ray binaries and gamma-ray binaries. This thesis is focused on the radio emission of high-mass binary systems through interferometric observations, and we have explored several of these sources with low- and high-frequency radio observations, and very high-resolution VLBI ones. We have studied the gamma-ray binary LS 5039 at low and high frequencies, and we have determined its spectra and light-curves in the frequency range of 0.15—15 GHz by analyzing radio observations from the VLA, GMRT and WSRT. We have observed that its spectrum is persistent along the time on day, month and year timescales, exhibiting a turnover at 0.5 GHz. The obtained quasi-simultaneous spectra reveal subtle differences between them. Synchrotron self-absorption can explain the observed spectra, but the Razin effect is necessary at some epochs. This is the first time that this effect is reported in a gamma-ray binary. With all these data and a simple model, we have estimated the physical properties of the radio emitting region, providing an estimation of its size, the magnetic field, the electron density, and the mass-loss rate of the companion star. We have also explored the low-frequency emission of the gamma-ray binary LS I +61 303 through GMRT and LOFAR observations. We have detected for the first time a gamma-ray binary at a frequency as low as 150 MHz. We have also determined the light-curves of the source at 150, 235 and 610 MHz. These light-curves are modulated with the orbital and superorbital period, with a quasi-sinusoidal modulation along the orbital phase. The shifts observed between the orbital phases at which the maximum emission takes place at different frequencies have been modeled with a simple model, suggesting an expanding emitting region, with an expansion velocity close to the stellar wind one. The gamma-ray binary HESS J0632+057 has been explored with a very high-resolution EVN observation to unveil the evolution of its radio emission along the orbit. However, the source was not detected, setting an upper-limit which is one order of magnitude below the radio emission detected in previous observations. We have discovered a new colliding wind binary (HD 93129A) through a multiwavelength campaign with optical and LBA radio data. We have resolved the radio emission from the wind collision region, observing the expected bow-shaped structure. This source is one of the earliest, hottest, and most massive binary systems discovered up to now. We provide a rough estimation of the wind momentum rates ratio based on the observed structure. We have also observed an increase of the radio emission during the last years, as the system approaches to the periastron passage, which is estimated to take place in ~2024. Finally, we performed radio observations on two new sources that were hypothesized to be gamma-ray binaries. On one hand, the star TYC 4051-1277-1 was initially proposed to be associated with a non-thermal radio source, but he have concluded that the radio emission is originated by a quasar. On the other hand, MWC 656 has been discovered to be the first Be/BH binary system. However, its radio emission remains undetected. Based on these results, we have improved the knowledge of several high-energy binary systems through their radio emission, conducting for the first time detailed low-frequency estudies on these types of sources. / Las binarias de alta energía son sistemas que producen emisión de rayos X y/o rayos gamma, debido a la presencia de un entorno suficientemente energético como para acelerar partículas hasta velocidades relativistas. Sólo tres tipos de binarias han sido detectadas en rayos gamma de forma persistente: binarias con colisión de vientos, binarias de rayos X de alta masa o binarias de rayos gamma. Todas ellas involucran una estrella masiva (con una masa superior a 8 veces la masa solar) y a otra estrella masiva o a un objeto compacto. Esta tesis está centrada en el estudio de la emisión radio de estos sistemas a través de observaciones con radio interferómetros. Se han estudiado dos binarias de rayos gamma a bajas frecuencias (LS 5039 y LS I +61 303), obteniendo sus curvas de luz y espectros. Éstos nos han permitido determinar propiedades físicas de la región emisora, como el campo magnético, la tasa de pérdida de masa, o la velocidad de expansión de dicha región. También hemos revelado la presencia del efecto Razin en la parte absorbida del espectro de LS 5039, siendo la primera vez que se detecta en una binaria de rayo gamma. Además, se ha detectado por primera vez una binaria de rayos gamma, LS I +61 303, a una frecuencia tan baja como 150 MHz. También se ha estudiado la binaria de rayos gamma HESS J0632+057 con observaciones radio de muy alta resolución, aunque la misma no ha sido detectada. Se ha descubierto una nueva binaria con colisión de vientos, HD 93129A, a través de observaciones radio de muy alta resolución y observaciones ópticas. Por último, se han llevado a cabo observaciones radio de dos fuentes que eran candidatas a ser binarias de rayos gamma.

Tal i com indica el seu títol, la present memòria de tesi té com objecte d'estudi el desenvolupament d'algorismes i implementacions eficients per resoldre el problema conegut dins del món de l'Optimització i Investigació Operativa com a problema de fluxos multiarticle en xarxa. Com es desprèn del seu nom, és un problema d'optimització en xarxa on, a diferència del problema clàssic uniarticle, diversos productes (els articles) comparteixen el mateix canal físic (la xarxa) sense poder ser combinats entre ells. Això provoca que sigui necessària una replicació de les variables -fluxos en cada arc- de la xarxa original, tantes vegades com articles hi ha, el qual incrementa considerablement el nombre de variables i constriccions a ser tractades.L'optimització de fluxos en xarxes multiarticle és un problema ben conegut, i durant anys diverses aplicacions reals han estat modelitzades mitjançant aquesta tècnica. Alhora, és un problema molt costós des d'un punt de vista computacional, donat el gran nombre de variables i equacions que intervenen com abans s'ha esmentat. Aquest doble fet (el seu interès per solucionar problemes reals i el seu elevat cost) ha motivat l'estudi i desenvolupament de tècniques per tractar-lo de forma específica. Sovint, però, aquest esforç ha conduït a la formulació de diversos algorismes però rarament ha donat lloc a implementacions de caràcter pràctic. Amb això que acabem de dir queda clar que suposarem que hi ha una clara distinció entre el que és algorisme i el que és implementació, tot i que sovint és difícil decidir on hi ha la frontera entre un i altre concepte. En general, per algorisme entendrem la seqüència de processos que s'han de seguir per tal d'aconseguir un cert objectiu, mentre que la implementació fa referència a com, en última instància, s'han dut a la pràctica. Des d'aquest punt de vista es podria dir que un algorisme té moltes implementacions, però que una implementació només respon a un únic algorisme. S'ha cregut convenient fer una breu discussió sobre els conceptes d'algorisme i implementació, donat que al treball aquí presentat ambdós tenen un pes específic. Al treball desenvolupat no s'ha pretès només detallar com modificar, ampliar o obtenir algorismes per solucionar el problema de fluxos multiarticle, sinó que a més s'ha plantejat com objectiu prioritari l'obtenció d'implementacions el més eficients i robustes possibles. Vista així, la tasca desenvolupada es troba a cavall entre dos camps com ara la Investigació Operativa i la Informàtica. També cal tenir present que en aquesta memòria es presentarà detalladament tot el que faci referència a la part algorísmica però no tant a nivell d'implementació. Això implicaria haver de descriure una gran quantitat d'estructures de dades i una gran quantitat de rutines desenvolupades i altres usades de llibreries numèriques estàndard. Tanmateix, això no ha de fer oblidar que la major part de l'esforç necessari ha estat dedicat a l'obtenció i disseny d'aquestes rutines i estructures de dades. I el fet de que tot aquest treball quedi plasmat en només l'obtenció d'una sèrie de taules amb valors numèrics no ha de fer oblidar la gran quantitat de feina no descrita que hi ha darrera d'aquests resultats.Un cop s'ha definit el marc on es troba el treball realitzat, procedirem a definir amb més detall els objectius que s'han perseguit i les aportacions que representa respecte el que fins ara s'havia fet. Finalitzarem la introducció amb una breu descripció sobre com ha estat estructurada aquesta memòria.

La present tesi doctoral se situa, amb un enfocament des d’una doble, perspectiva, tècnica i filosòfica, en el context d’una anunciada revolució nanotecnològica que planteja interrogants ètics. Però, què hi ha de realment nou en la nanotecnologia? En què afecta aquesta novetat als diferents àmbits de la vida humana? Aquestes qüestions apunten als fonaments mateixos del fenomen nanotecnològic i són abordats al llarg del present treball. La tesi s’ha enfocat des de l’afirmació de la necessitat d’una reflexió sobre la dimensió ètica de la tecnociència en general, tot reconeixent l’important paper de les nanotecnologies dins del discurs científic-tècnic actual. Per això s’ha realitzat un breu repàs per la història de la nanotecnologia, incloent un recorregut per alguns dels autors que han pensat la tècnica des de la filosofia i des de l'ètica, i que connecten amb unes aplicacions nanotecnològiques que, en molts casos no són només una promesa de futur, sinó una realitat. Aquestes aplicacions, i la implantació de les nanotecnologies a escala global semblen portar associats molts beneficis per la humanitat, però també riscos i possibles aspectes ètics que han de ser abordats. L’enfocament, a nivell col·lectiu, d’aquests reptes ètics, depèn d’alguns factors socio-culturals, com hem mostrat a l’anàlisi comparatiu de les posicions ètiques oficials de la Unió Europea i els Estats Units d’Amèrica, dues de les comunitats occidentals més avançades i compromeses en el seu desenvolupament nanotecnològic. Davant la manca de definicions de consens del concepte de nanotecnologia, s’ha proposat un enfocament epistemològicament realista amb l’objectiu d’obtenir una definició adequada per al propòsit de la reflexió ètica, la qual cosa ens ha ajudat a formular una nova definició de nanotecnologia, la qual difereix essencialment de totes les definicions que s’han trobat a la bibliografia consultada. Finalment, s’ha proposat l’articulació d’unes bases per a una ètica aplicada de les nanotecnologies, un enfocament que també s’ha de considerar una aportació innovadora, atès que no s’ha trobat en la bibliografia consultada un enfocament d’aquest tipus. / La presente tesis doctoral, con un enfoque desde una doble, perspectiva, técnica y filosófica, se sitúa en el contexto de una anunciada revolución nanotecnológica que plantea interrogantes éticos. Pero, ¿qué hay de realmente nuevo en la nanotecnología? ¿En qué afecta esta novedad a los diferentes ámbitos de la vida humana? Algunas de estas cuestiones apuntan a los fundamentos mismos del fenómeno nanotecnológico y son abordados a lo largo del presente trabajo. La tesis se ha enfocado desde la afirmación de la necesidad de una reflexión sobre la dimensión ética de la tecnociencia en general, reconociendo el importante papel de las nanotecnologías dentro del discurso científico-técnico actual. Para ello se ha realizado un breve repaso por la historia de la nanotecnología, incluyendo un recorrido por algunos de los autores que han pensado la técnica desde la filosofía y desde la ética, y que conectan con unas aplicaciones nanotecnológicas que, en muchos casos no son sólo una promesa de futuro, sino una realidad. Estas aplicaciones, y la implantación de las nanotecnologías a nivel global parecen llevar asociados muchos beneficios para la humanidad, pero también riesgos y posibles aspectos éticos que deben ser abordados. El enfoque, a nivel colectivo, de estos retos éticos, depende de algunos factores socio-culturales, como hemos mostrado en el análisis comparativo de las posiciones éticas oficiales de la Unión Europea y los Estados Unidos de América, dos de las comunidades occidentales más avanzadas y comprometidas en su desarrollo nanotecnológico. Ante la falta de definiciones de consenso del concepto de nanotecnología, se ha propuesto un enfoque epistemológicamente realista con el objetivo de obtener una definición adecuada para el propósito de la reflexión ética, lo que nos ha ayudado a formular una nueva definición de nanotecnología, la cual difiere esencialmente de todas las definiciones que se han encontrado en la bibliografía consultada. Finalmente, se ha propuesto la articulación de unas bases para una ética aplicada de las nanotecnologías, un enfoque que también debe considerarse una aportación innovadora, dado que no se ha encontrado en la bibliografía consultada un enfoque de este tipo. / With an approach from a dual perspective, technical and philosophical, this thesis lies in the context of an announced nanotechnological revolution that raises ethical questions. But what is really new in nanotechnology? What does this new development in the different spheres of human life? These questions point to the very foundations of the nanotechnological phenomenon and are discussed throughout this work. The thesis starts on the affirmation of the need for a reflection on the ethical dimension of technique in general, and the recognition of the important role of nanotechnologies within the current technical-scientific discourse. A brief review of the history of nanotechnology, including a tour of some of the authors who have thought the technique from philosophy and ethics has been done, and connecting with nanotechnology applications, which in many cases are not just a promise for the future, but a reality. These applications and the introduction of nanotechnologies as a global issue seem to bring many benefits for mankind, but also potential risks and ethical issues that must be addressed. How communities face these ethical challenges depends on some socio-cultural factors, as we have shown in the comparative analysis of the ethical positions of European Union officials and the United States, two of the most advanced western communities involved in its development and nanotechnology. In the absence of consensus definitions of the concept of nanotechnology, we propose an epistemologically realistic approach, in order to get a proper definition for the purpose of ethical reflection, which has helped us to formulate a new definition of nanotechnology. This approach differs essentially from all the definitions found in the consulted literature. Finally, we propose the articulation of a base for an applied ethics of nanotechnologies; an approach that must be considered as well as an innovative contribution, since it was not found in the literature consulted such an approach.

Aquesta recerca s’ha desenvolupat amb la finalitat de comprovar la incidència de la introducció de les competències bàsiques a l’educació primària en àmbits com l’ensenyament aprenentatge, l’organització escolar i la identitat docent en escoles que han seguit una formació en competències. S’ha utilitzat un disseny de tipus explicatiu i interpretatiu. La recerca consta de dos estudis. En el primer s’han recollit les representacions que diferents docents tenen sobre els canvis generats amb la implementació del model competencial en els seus centres. S’ha dissenyat i administrat un qüestionari a 90 professors d’educació primària. En el segon estudi s’aprofundeix en les dades del primer i per aquest motiu, s’ha entrevistat a sis professionals experts en els models d’ensenyament i aprenentatge competencials. S’han analitzat les dades emprant el programa estadístic SPSS v.22 i el programa d’anàlisi qualitatiu Nvivo. Els resultats mostren que els canvis del model competencial estan en procés d’implementació. Els canvis més reeixits tenen a veure amb el currículum: la concreció de continguts, la implementació d’algunes metodologies i alguns canvis en els plantejaments avaluatius, també en la representació de la seva pròpia identitat com a docents. Altres canvis com l’impacte del model competencial en els documents de gestió i organització de centre encara són poc visibles. / Este estudio se ha desarrollado con la finalidad de comprobar la incidencia de la introducción de las competencias básicas en la educación primaria en ámbitos como la enseñanza aprendizaje, la organización escolar y la identidad docente en escuelas que han seguido una formación en competencias. Se ha utilizado una metodología de tipo descriptivo e interpretativo. Se han realizado dos estudios. En el primero se ha aplicado un cuestionario que han respondido 90 docentes. En el segundo estudio se ha trabajado a partir de entrevistas a 6 expertos en diferentes ámbitos de la educación para corroborar los resultados del primer estudio. En el análisis cuantitativo se ha utilizado el programa de estadístico SPSS y en el análisis cualitativo se ha utilizado el programa NVIVO. Los resultados muestran una situación de proceso de concreción competencial vinculado especialmente al currículum: los contenidos, las metodologías, la evaluación pero con pocos cambios en los proyectos de gestión. También se observan algunos cambios en la identidad docente. / This research has been developed in order to check the impact of the introduction of basic competences in primary education in areas such as teaching learning, school organization and teaching identity in schools that have followed competence-based training. We used an explanatory and interpretative design. The research consists of two studies. In the first one, we have collected representations of different teachers regarding the changes that the implementation of this competence-based training has created in their schools. We designed a questionnaire and passed it to 90 teachers of primary education who have filled and answered it. In the second study we analysed the information obtained in the first one and, for this reason we interviewed six experts on the models of competence-based teaching and learning. We analysed the data using the statistical program SPSS v.22 and the qualitative analysis program Nvivo v.10.2.1. The results show that the changes in the model based on competences are in process of implementation. The most successful changes are in relation to the curriculum: the concretion of contents, the implementation of some methodologies and changes in some evaluative approaches and also in the representation of their identity as teachers. Other changes such as the impact of the model of competence in the management and organization of the school documents are less visible.

Partint de estudis previament realitzats i publicats per el nostre grup de recerca,, en aquest estudi se relaciona el deliri psicótic, els seus principals subtipus, amb variables que previament s'havien estudiat poc, com son l'atenció i la personalitat, aixi com l'edat d'inici, i prennent com referencia etiopatógenica el model de la saliencia. S'utilitza per l'estudi una mostra de 144 pacients amb diagnostic de psicosis, dels que la majoria presenten simptomes delirants i se contrasten amb els pacients sense deliris i amb els familiars dels pacientts. S'utilitza una bateria neuropsicológica a y differents tests de personalitat para la evaluació. S'objectivan relacions de freqüencia y de subtip de deliri amb l'edat d'inici. També dels deliris i dels seus subtipus amb trets de personalitat existents pero no amb patrons de déficit atencional específic. El rol de la atencío en la saliencia sería mes de modulació. / Partiendo de estudios previamente realizados y publicados por nuestro grupo de investigación en este estudio se relaciona el delirio psicotico , así com sus principales subtipos, con variables previamente poco estudiadas como la atención y la personalidad, así como con la edad de inicio, tomando como referencia de modelo etiopatogénico el de la saliencia. Se utiliza para el estudio una muestra de 144 pacientes con diagnostico de psicosis , de los que la mayoría presentan sintomas delirantes y se contrastan con los pacientes sin delirios y con los familiares de los pacientes. Se utiliza una batería neuropsicologica y diferentes tests de personalidad para la evaluación. Se objetivan relaciones de frecuencia y de subtipo de delirio con la edad de inicio. También de los delirios y sus subtipos con rasgos de pesonalidad existentes pero no con patrones de deficit atencional específico. El rol de la atención en la saliencia sería mas de modulación / Following previous studies published by our research group in this study we have included psychotic delusion, with its main subtypes, to try to to find a posible relation with variables not previously much studied, such as atttention, personality and age at onset, with the reference of salience as the etiopathogenic modell fo delusions. A sample of 144 patients with a diagnosis of psychosis, of whom the main part present delusional symptoms are contrasted with the non delusional patients and with their first degree relatives. A neuropsychological pattery and dofferent personality tests are used for evaluate the sample. Relations between frequency end subtype with age at onset are found. Also between delusionality and its subtypes with personality traits of but not with specific attentional patterns. The rol of attention in salience would be a modulating one

A l'agenda dels països llatinoamericans les polítiques estan orientades a una major productivitat que enforteixin el seu posicionament competitiu. La present tesi, sota aquest rerefons, indaga sobre com les relacions de complementarietat en l'ús de les tecnologies de la informació i comunicació, qualificació del capital humà i les formes de gestió organitzacional impacten en la productivitat de les petites i mitjanes empreses en l'economia chilena. Així mateix, per tenir un criteri apreciatiu, s'ha recorregut a comparar els resultats obtinguts amb l'evidència empírica resultant d'investigacions efectuades a Catalunya en particular, i també en un conjunt d'altres economies. Contrastacions efectuades tant per tenir un referent pel que fa a la realitat chilena, com per demostrar l'actualitat del model utilitzat i la seva capacitat d'entendre les noves formes d'organització de la producció on les complementarietats entre dimensions juguen un paper protagonista. / En la agenda de los países latinoamericanos están las políticas orientadas a una mayor productividad que fortalezcan su posicionamiento competitivo. La presente tesis, bajo este trasfondo, indaga acerca de cómo las relaciones de complementariedad en el uso de las tecnologías de la información y comunicación, cualificación del capital humano, las formas de gestión organizacional, impactan en la productividad de las empresas pequeñas y medianas en la economía chilena. Asimismo, para tener un criterio apreciativo, se ha recurrido a comparar los resultados obtenidos con la evidencia empírica resultante de investigaciones efectuadas en Catalunya en particular, y también en un conjunto de otras economías. Contrastaciones efectuadas tanto para tener un referente con respecto a la realidad chilena, como para demostrar la actualidad del modelo utilizado y su capacidad de entender las nuevas formas de organización de la producción donde las complementariedades entre dimensiones juegan un rol protagónico. / On the agenda of Latin American countries there are policies aimed at greater productivity to strengthen its competitive position. Under this background, this thesis inquires about the relationship of complementarity in the use of Information and Communication Technologies, ICT, qualification of human capital, forms of organizational management, impact on the productivity of small and medium sized firms (SMEs) in the Chilean economy. Also, to compare the results with empirical evidence resulting from research carried out in Catalonia in particular, and in a number of other economies, an appreciative approach has been used. Comparisons conducted both to have a reference point with respect to the chilean reality, as if to demonstrate the relevance of the model used and its ability to understand the new ways of organizing production where complementarities between dimensions play a leading role.

Els efectes beneficiosos que els oligosacàrids de la llet materna (OLM) confereixen a la salut dels lactants s'ha estudiat durant anys. Aquests oligosacàrids proporcionen una barrera protectora i un suport nutritiu essencials, als quals no tenen accés els nens que no prenen llet materna. La llet humana és considerada única respecte a la resta de llets de mamífers pel que fa a la quantitat i la complexitat d'oligosacàrids. Actualment, s'han identificat més de 130 estructures químiques diferents de OLM, i no es disposa de cap recurs natural que proporcioni accés a aquestes estructures tan complexes i a bastament. De la mateixa manera, la síntesi química és complicada a causa de l'estructura tan complexa i diversa que presenten els OLM, i de moment, la síntesi en gran escala no ha estat possible. La síntesi enzimàtica, en canvi, es presenta com una eina alternativa de síntesi d'aquestes molècules complexes atès que, en la naturalesa els enzims són els responsables de formar enllaços glicosídics entre carbohidrats amb alta regio- i estereoselectivitat. L'objectiu d'aquesta tesi és avaluar l'ús de l'enzim Lacto-N-biosidasa de Bifidobacterium bifidum (LnbB) com un biocatalizador eficient des de dues perspectives diferents: i) l'estudi estructural-funcional de LnbB i ii) la generació de biocatalizadors capaços de sintetitzar l'oligosacàrid d'interès (lacto-N-tetraosa) mitjançant enginyeria de proteïnes en l'enzim LnbB. En aquesta tesi, hem analitzat l'organització dels dominis dels enzims de la família GH20, i, en conseqüència, hem definit dos models d'arquitectures. El Model A conté almenys dos dominis, un domini GH20b no catalític i el GH20 catalític, que sempre es presenta acompanyat d'una α-hèlix extra. En canvi, el Model B consisteix únicament en el domini catalític GH20. Mitjançant l'expressió de diferents formes truncades de LnbB, hem descrit els requeriments estructurals per a la funcionalitat dels enzims GH20, i en particular per LnbB, per tal d’obtenir la unitat funcional mínima que conservi l'activitat enzimàtica. Respecte a la síntesi de la lacto-N-tetraosa usant com a biocatalizador noves proteïnes de LnbB obtingudes mitjançant enginyeria de proteïnes, hem contemplat dues estratègies enzimàtiques diferents. En primer lloc, l'estratègia de glicosintasa, en la qual l'enzim (amb mutació en el residu assistent) és capaç de transferir el corresponent donador activat (sucre sintètic derivat d’oxazolina) a un acceptor, sense hidròlisi del producte. En segon lloc, l'estratègia de transglicosilació millorada, en la qual, una nova generació de mutants en els llocs d'unió a l'acceptor seran capaços d'acomodar de manera més favorable un sucre en lloc d'una molècula d'aigua, i d'aquesta manera, augmentar l'activitat de transglicosilació. / Los efectos beneficiosos que los oligosacáridos de la leche materna (OLM) confieren a la salud de los lactantes se han estudiado durante años. Estos oligosacáridos proporcionan una barrera protectora y un soporte nutritivo esenciales, a los que, los niños que no toman leche materna no tienen acceso. La leche humana se considerada única respecto al resto de leches de mamíferos en cuanto a cantidad y complejidad de oligosacáridos. Actualmente, se han identificado más de 130 estructuras químicas diferentes de OLM, y no se dispone de ningún recurso natural que proporcione acceso a estas estructuras tan complejas y en cantidad suficiente. Del mismo modo, la síntesis química es complicada debido a la estructura tan compleja y diversa que presentan los OLM, y por el momento, la síntesis en gran escala no ha sido posible. La síntesis enzimática, en cambio, se presenta como una herramienta alternativa de síntesis de éstas moléculas complejas dado que, en la naturaleza las enzimas son las responsables de formar enlaces glicosídicos entre carbohidratos con alta regio- y estereoselectividad. El objetivo de esta tesis es evaluar el uso del enzima Lacto-N-biosidase de Bifidobacterium bifidum (LnbB) como un biocatalizador eficiente desde dos perspectivas diferentes: i) el estudio estructural-funcional de LnbB y ii) la generación de biocatalizadores capaces de sintetizar el oligosacárido de interés (lacto-N-tetraosa) mediante ingeniería de proteínas en el enzima LnbB. En esta tesis, hemos analizado la organización de los dominios de enzimas GH20, y, en consecuencia, hemos definido dos modelos de arquitecturas de dominio. El Modelo A contiene al menos dos dominios, un dominio GH20b no catalítico y el GH20 catalítico, que siempre se presenta acompañado de una α-hélice extra. Por el contrario, el Modelo B consiste únicamente en el dominio catalítico GH20. Mediante la expresión de diferentes formas truncadas de LnbB, hemos descrito los requerimientos estructurales para la funcionalidad de las enzimas GH20, y en particular para LnbB, de modo que se obtenga la unidad funcional mínima que conserve la actividad enzimática. Respecto a la síntesis de la lacto-N-tetraosa usando como biocatalizador nuevas proteínas de LnbB obtenidas mediante ingeniería, hemos contemplado dos estrategias enzimáticas diferentes. En primer lugar, la estrategia de glicosintasa, en la que el enzima (un mutante en el residuo asistente) es capaz de transferir el correspondiente dador activado (azúcar sintético derivado de oxazolina) a un aceptor, sin hidrólisis del producto. En segundo lugar, la estrategia de transglicosilación mejorada, en la que, una nueva generación de mutantes en los sitios de unión al aceptor serán capaces de acomodar de manera más favorable un aceptor de azúcar en lugar de una molécula de agua, y de este modo, aumentar la actividad de transglicosilación. / The potential health benefits of human milk oligosaccharides (HMO) have been studied for many years. It is well known that these oligosaccharides provide a protective barrier and nutritive support that infants with poor access to breast milk do not acquire in the first years of life. Human milk is considered to be unique among mammals in terms of the quantity and complexity of its oligosaccharides. To date, 130 chemical structures within HMO have been identified. No other natural resources provide access to these complex oligosaccharides in such large amounts, and until now, large scale synthesis of HMO has not been possible by any traditional organic chemistry methodology. Enzymatic synthesis is an alternative synthetic tool since enzymes can form the new glycosidic linkage between carbohydrates with high regio- and stereoselectivity. The objective of this thesis is to evaluate the use of Lacto-N-biosidase from Bifidobacterium bifidum (LnbB) as an efficient biocatalyst in the following two ways: i) the structural-functional study of LnbB and ii) protein engineering of LnbB to generate biocatalysts able to synthesize the target lacto-N-tetraose. Here, we have analysed the domain organization of GH20 enzymes, and accordingly, have defined two models of domain architectures. Model A, contains at least two domains, a non-catalytic GH20b domain, and the catalytic GH20 which is always accompanied with an extra α-helix. In contrast, Model B consists only of the catalytic GH20 domain. By expressing different truncated forms of LnbB, we have described the structural requirements for functionality of GH20 enzymes, and in particular for LnbB, to obtain a minimal functional unit that retains the enzymatic activity. With regard to the synthesis of lacto-N-tetraose using new engineered LnbB proteins as biocatalysts, we envisage two different enzymatic strategies. First, the glycosynthase strategy, in which the activated donor is the corresponding synthetic sugar oxazoline and the enzyme, a mutant on the assisting residue, is able to transfer the donor to an acceptor without hydrolysis of the product. Second, the enhanced transglycosidase strategy, in which, a new generation of mutants on the acceptor subsites of the enzyme will be able to more favourably accommodate a sugar acceptor instead of water, and thus, increase transglycosylation activity.