Espressokaffens fysik, byg en LEGO kvantecomputer – Physics World

OK, jeg ved, at det at spørge, hvordan man laver en bedre kop kaffe, ofte vil resultere i et kedeligt skænderi om de relative fordele ved forskellige apparater, bønner og kværn. Nu har forskere ved University of Huddersfield i Storbritannien vejet ind med en undersøgelse af fysikken i kaffefremstilling. De så især på en mærkelig egenskab ved espressomaskiner - som tvinger varmt vand gennem et cylindrisk filter indeholdende fintmalet kaffe.

I 2020 opdagede forskere, at brug af en fintmalet kaffe nogle gange kan give en svagere kop end at bruge kaffe malet til en større partikelstørrelse. Dette virker mærkeligt, fordi forholdet mellem overflade og volumen af ​​en finere formaling er større end for en grovere formaling, så jeg ville have troet, at mere smag ville blive ekstraheret fra den finere formaling.

William Lee og hans Huddersfield-kolleger regnede med, at effekten er forårsaget af ujævn udvinding af kaffe fra forskellige regioner i et espressofilter. For at undersøge denne hypotese lavede holdet computersimuleringer af et forenklet system, der omfattede to forskellige kaffefremstillingsområder, hvorigennem vandet kan strømme. Kaffen blev pakket i to forskellige tætheder i begge områder for at simulere de variationer, der ville forekomme i et virkeligt filter.

Dynamisk udvinding

De fandt ud af, at forskellen i tæthed sammen med den dynamiske udvinding af kaffe førte til forskellige strømningshastigheder i hver region.

"Vores model viser, at flow og ekstraktion udvidede den indledende forskel i flow mellem de to regioner på grund af en positiv feedback-loop, hvor mere flow fører til mere ekstraktion, hvilket igen reducerer modstanden og fører til mere flow," forklarer Lee.

En konsekvens af dette fænomen er, at kaffen ikke helt udvindes fra én region, før alt vandet er løbet igennem det. Og mængden af ​​denne uekstraherede kaffe stiger med faldende partikelstørrelse.

Aktiv effekt

"Denne effekt ser ud til altid at være aktiv, og det er ikke før en af ​​regionerne har ekstraheret al sin opløselige kaffe, at vi ser det eksperimentelt observerede fald i ekstraktion med faldende malestørrelse."

Forskerne mener, at en bedre forståelse af denne effekt kan føre til en bedre kop kaffe – samt reducere spild. Det skyldes, at der er en optimal måde at udvinde kaffe fra jord. Hvis jorden udsættes for for lidt vand, er smagen af ​​kaffen, hvad eksperter kalder "underudviklet". Men hvis grunden udsættes for for meget varmt vand, bliver smagen alt for bitter. Så selvom det overordnede niveau af kaffeekstraktion virker fint, kan den resulterende drik være en kombination af disse to mindre ønskværdige væsker.

Du kan læse mere i Fysik i væsker.

Quantum LEGO

Der har allerede været et LEGO Large Hadron Collider, en LEGO James Webb Space Telescope og endda en LEGO Kibble balance, men nu kan en LEGO kvantecomputer føjes til listen. LEGO bruger SupersonicEmmet098 har skabt et 403-dele "IBM Q Quantum Computer System" indstillet og uploadet designet til LEGO ideas hjemmeside hvor den allerede har over 150 tilhængere.

Med en skala fra 1 til 18 byder designet på et lyseblåt IBM-serverskab af mikrobølgeelektronik med en Bluefors kryostatstøtteramme, der ophænger et gyldent fortyndingskøleskab med en IBM 433-qubits Osprey kvanteprocessor i bunden.

"Både børn og voksne kan bruge dette LEGO sæt til at opdage og lære om sammensætningen af ​​et kvantecomputersystem, mens de genskaber et udsnit af et virkeligt kvantecomputerdatacenter," bemærker SupersonicEmmet098, som nu vil håbe på at ramme den næste tilhænger milepæl på 1000 stemmer.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Udmøntning af fremtiden med Adryenn Ashley. Adgang her.
• Køb og sælg aktier i PRE-IPO-virksomheder med PREIPO®. Adgang her.
• Kilde: https://physicsworld.com/a/the-physics-of-espresso-coffee-build-a-lego-quantum-computer/