Η φυσική του καφέ εσπρέσο, κατασκευάστε έναν κβαντικό υπολογιστή LEGO – Physics World

Εντάξει, ξέρω ότι το να ρωτήσεις πώς να φτιάξεις ένα καλύτερο φλιτζάνι καφέ θα οδηγήσει συχνά σε μια κουραστική διαφωνία σχετικά με τα σχετικά πλεονεκτήματα διαφόρων συσκευών, κόκκων και αλεσμάτων. Τώρα, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Χάντερσφιλντ στο Ηνωμένο Βασίλειο στάθμευσαν σε μια μελέτη της φυσικής της παρασκευής καφέ. Συγκεκριμένα, εξέτασαν ένα περίεργο χαρακτηριστικό των παρασκευαστών εσπρέσο – οι οποίες πιέζουν το ζεστό νερό μέσα από ένα κυλινδρικό φίλτρο που περιέχει λεπτά αλεσμένο καφέ.

Το 2020, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η χρήση ενός λεπτοαλεσμένου καφέ μπορεί μερικές φορές να παράγει ένα φλιτζάνι ασθενέστερης γεύσης από τη χρήση αλεσμένου καφέ σε μεγαλύτερο μέγεθος σωματιδίων. Αυτό φαίνεται περίεργο επειδή η αναλογία επιφάνειας προς όγκο ενός λεπτότερου αλέσματος είναι μεγαλύτερη από αυτή ενός πιο χονδροειδούς άλεσης, οπότε θα πίστευα ότι θα έβγαζε περισσότερη γεύση από το λεπτότερο άλεσμα.

Γουίλιαμ Λι και οι συνάδελφοί του στο Huddersfield υπολόγισαν ότι το αποτέλεσμα προκαλείται από την ανομοιόμορφη εξαγωγή καφέ από διαφορετικές περιοχές μέσα σε ένα φίλτρο εσπρέσο. Για να διερευνήσει αυτή την υπόθεση, η ομάδα έκανε προσομοιώσεις υπολογιστή ενός απλοποιημένου συστήματος που περιλάμβανε δύο διαφορετικές περιοχές παρασκευής καφέ μέσω των οποίων μπορεί να ρέει το νερό. Ο καφές συσκευάστηκε σε δύο διαφορετικές πυκνότητες σε κάθε περιοχή για να προσομοιώσει τις παραλλαγές που θα συνέβαιναν σε ένα πραγματικό φίλτρο.

Δυναμική εξαγωγή

Διαπίστωσαν ότι η διαφορά στην πυκνότητα μαζί με τη δυναμική εκχύλιση του καφέ οδήγησαν σε διαφορετικούς ρυθμούς ροής σε κάθε περιοχή.

«Το μοντέλο μας δείχνει ότι η ροή και η εξαγωγή διεύρυναν την αρχική διαφορά στη ροή μεταξύ των δύο περιοχών λόγω ενός βρόχου θετικής ανάδρασης, στον οποίο περισσότερη ροή οδηγεί σε περισσότερη εξαγωγή, η οποία με τη σειρά της μειώνει την αντίσταση και οδηγεί σε μεγαλύτερη ροή», εξηγεί ο Lee.

Μια συνέπεια αυτού του φαινομένου είναι ότι ο καφές δεν εξάγεται πλήρως από μια περιοχή πριν περάσει όλο το νερό μέσα από αυτήν. Και, η ποσότητα αυτού του μη εκχυλισμένου καφέ αυξάνεται με τη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων.

Ενεργό αποτέλεσμα

"Αυτό το φαινόμενο φαίνεται να είναι πάντα ενεργό και μόνο όταν σε μία από τις περιοχές εκχυλιστεί όλος ο διαλυτός καφές της βλέπουμε την πειραματικά παρατηρούμενη μείωση της εκχύλισης με τη μείωση του μεγέθους άλεσης."

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η καλύτερη κατανόηση αυτού του αποτελέσματος θα μπορούσε να οδηγήσει σε ένα καλύτερο φλιτζάνι καφέ - καθώς και στη μείωση των απορριμμάτων. Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχει ένας βέλτιστος τρόπος για να εξαγάγετε τον καφέ από τον κατακάθι. Εάν τα κατακάθια εκτίθενται σε πολύ λίγο νερό, η γεύση του καφέ είναι αυτό που οι ειδικοί αποκαλούν «υπανάπτυκτη». Ωστόσο, εάν τα εδάφη εκτεθούν σε πολύ ζεστό νερό, η γεύση γίνεται υπερβολικά πικρή. Έτσι, ακόμα κι αν το συνολικό επίπεδο εκχύλισης καφέ φαίνεται καλό, το ρόφημα που προκύπτει θα μπορούσε να είναι ένας συνδυασμός αυτών των δύο λιγότερο επιθυμητών υγρών.

Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα στο Φυσική των υγρών.

Κβαντικά LEGO

Υπήρχε ήδη ένα LEGO Large Hadron Collider, ένα LEGO Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ακόμα και ένα LEGO Ισορροπία κροκέτας, αλλά τώρα ένας κβαντικός υπολογιστής LEGO μπορεί να προστεθεί στη λίστα. Χρήστης LEGO SupersonicEmmet098 έχει δημιουργήσει ένα 403 τεμαχίων «IBM Q Quantum Computer System» όρισε και ανέβασε το σχέδιο στο Ιστοσελίδα με ιδέες LEGO όπου έχει ήδη πάνω από 150 υποστηρικτές.

Με κλίμακα από το 1 έως το 18, η σχεδίαση διαθέτει ένα ανοιχτό μπλε ντουλάπι διακομιστή IBM από ηλεκτρονικά μικροκυμάτων με πλαίσιο υποστήριξης κρυοστάτη Bluefors που αναρτά ένα χρυσό ψυγείο αραίωσης με κβαντικό επεξεργαστή IBM 433 qubits Osprey στο κάτω μέρος.

«Τα παιδιά και οι ενήλικες μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτό το σετ LEGO για να ανακαλύψουν και να μάθουν για τη σύνθεση ενός κβαντικού συστήματος υπολογιστών ενώ αναδημιουργούν ένα κομμάτι από ένα πραγματικό κέντρο δεδομένων κβαντικών υπολογιστών», σημειώνει ο SupersonicEmmet098, ο οποίος τώρα θα ελπίζει να χτυπήσει τον επόμενο υποστηρικτή. ορόσημο 1000 ψήφων.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• Minting the Future με την Adryenn Ashley. Πρόσβαση εδώ.
• Αγορά και πώληση μετοχών σε εταιρείες PRE-IPO με το PREIPO®. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/the-physics-of-espresso-coffee-build-a-lego-quantum-computer/