ما هو القاسم المشترك بين البراكين وصناعة القهوة، فيزياء العزف على الديدجيريدو – عالم الفيزياء

ما هو القاسم المشترك بين البراكين وصناعة القهوة، فيزياء العزف على الديدجيريدو – عالم الفيزياء

آلة إسبرسو
ثوران الإسبريسو: الكهرباء الساكنة تؤثر على فنجان قهوتك. (مجاملة: iStock/radu984)

ما هو القاسم المشترك بين الانفجارات البركانية وطحن القهوة؟ وفقًا لفريق من الكيميائيين والجيوفيزيائيين في مجال القهوة في الولايات المتحدة وجمهورية كوريا، كلاهما ينتج كمية لا بأس بها من الكهرباء الساكنةلدرجة أن علماء البراكين يقومون الآن بفحص عملية صنع الإسبريسو.

من المعروف أن الكهرباء الساكنة تتولد عند طحن حبوب البن نتيجة للكسر والاحتكاك الذي يحدث. يؤدي هذا إلى تكتل جزيئات القهوة معًا والتصاقها بالمطحنة. ومع ذلك، لا يُعرف الكثير عن كيفية تأثير ذلك على القهوة المخمرة الناتجة.

وللتحقق من التأثيرات المحتملة، قام الفريق بطحن حبوب البن المحمصة من بلدان مختلفة، وبألوان تحميص مختلفة ومحتويات رطوبة مختلفة. ولم يجدوا أي ارتباط بين الكهرباء الساكنة – كما يتم قياسها بواسطة مقياس الكهرباء – وبلد منشأ القهوة. ومع ذلك، وجد الفريق أن الكهرباء الساكنة كانت أقل عندما كانت القهوة تحتوي على نسبة رطوبة داخلية أعلى وعندما كان الطحن أكثر خشونة. تنتج التحميص الفاتح أيضًا شحنة أقل من التحميص الداكن، والذي يميل إلى أن يكون أكثر جفافًا.

تناثر الماء

عندما قارنوا قهوة الإسبريسو المصنوعة من حبوب قهوة متطابقة مطحونة إما مع أو بدون رشة من الماء، وجدوا أن الطحن بالماء أدى إلى تحضير أقوى وأكثر اتساقًا. يقول عالم البراكين: "إن الأمر يشبه إلى حد ما بداية نكتة، حيث يدخل عالم براكين وخبير في القهوة إلى حانة ثم يخرجان ومعهما ورقة بحثية". جوشوا مينديز هاربر من جامعة ولاية بورتلاند. "قد تساعد هذه التحقيقات في حل المشكلات الموازية في الجيوفيزياء - سواء كانت الانهيارات الأرضية أو الانفجارات البركانية أو كيفية تسرب المياه عبر التربة."

استضافت الجمعية الصوتية الأسترالية والجمعية الصوتية الأمريكية هذا الأسبوع المؤتمر  الصوتيات 2023 اجتماع في سيدني. لذلك ليس من المستغرب أن تكون الصوتيات للآلة الأكثر شهرة في أستراليا - الديدجيريدو - مطروحة للنقاش.

في حال لم تكن قد رأيت أو سمعت آلة النفخ التقليدية، فهي عبارة عن أنبوب خشبي أسطواني أو مخروطي يبلغ طوله عادة حوالي 1.2 متر (انظر الشكل أدناه). تم تطوير الديدجيريدو من قبل السكان الأصليين منذ حوالي 1000 عام، ويتم العزف عليها باستخدام تقنية تنفس خاصة تنتج صوتًا متواصلًا بدون طيار من الآلة. ثم يستخدم العازف الماهر جهازه الصوتي لتعديل الصوت الذي تصدره الآلة.

ديدجيريدو

والآن علماء الفيزياء جو وولف و جون سميث في جامعة نيو ساوث ويلز بإجراء تجارب صوتية للحصول على فهم أفضل لكيفية العزف على الآلة.

يوضح سميث: "كنا مهتمين بتأثير الجهاز الصوتي للعازف على آلات النفخ المختلفة". "بدا الديدجيريدو بمثابة بداية واضحة لأن التأثير كان مذهلاً للغاية."

ويواصل شرح أساسيات تقنية العزف قائلاً: “يميل الرنين في الفم إلى إزالة نطاقات الترددات في صوت الديدجيريدو ونلاحظ النطاقات المتبقية. إنه يشبه إلى حد ما النحات الذي يزيل الرخام ليترك الأشياء التي نلاحظها.

تضمنت دراستهم تطوير تقنيات تجريبية جديدة، مثل حقن الصوت في فم اللاعب لتحديد طيف المعاوقة. هذا هو مقياس للترددات التي سوف يتردد صداها مع الجهاز الصوتي وأيها لن يحدث.

نظر الفريق أيضًا في الخصائص الصوتية للديدجيريدوس وقارن تقنيات العزف المتقدمة لآلات النفخ الأخرى مثل الكلارينيت والساكسفون. يقول سميث: "نحن نواصل البحث في السمات الدقيقة للعزف التعبيري على آلات النفخ".

الطابع الزمني:

اكثر من عالم الفيزياء