La physique du café expresso, construisez un ordinateur quantique LEGO – Physics World

OK, je sais que demander comment faire une meilleure tasse de café entraînera souvent une discussion fastidieuse sur les mérites relatifs de divers appareils, grains et moutures. Maintenant, des chercheurs de l'Université de Huddersfield au Royaume-Uni ont pesé avec une étude de la physique de la fabrication du café. En particulier, ils se sont penchés sur une caractéristique curieuse des machines à expresso - qui forcent l'eau chaude à travers un filtre cylindrique contenant du café finement moulu.

En 2020, des chercheurs ont découvert que l'utilisation d'un café finement moulu peut parfois produire une tasse au goût plus faible que l'utilisation de café moulu à une plus grande taille de particules. Cela semble étrange car le rapport surface / volume d'une mouture plus fine est supérieur à celui d'une mouture plus grossière, donc j'aurais pensé que plus de saveur serait extraite de la mouture plus fine.

William Lee et ses collègues de Huddersfield ont estimé que l'effet est causé par l'extraction inégale du café de différentes régions dans un filtre à expresso. Pour étudier cette hypothèse, l'équipe a effectué des simulations informatiques d'un système simplifié comprenant deux régions de fabrication de café différentes à travers lesquelles l'eau peut s'écouler. Le café a été emballé à deux densités différentes dans l'une ou l'autre région pour simuler les variations qui se produiraient dans un filtre réel.

Extraction dynamique

Ils ont constaté que la différence de densité ainsi que l'extraction dynamique du café entraînaient des débits différents dans chaque région.

"Notre modèle montre que le débit et l'extraction ont creusé la disparité initiale de débit entre les deux régions en raison d'une boucle de rétroaction positive, dans laquelle plus de débit conduit à plus d'extraction, ce qui à son tour réduit la résistance et conduit à plus de débit", explique Lee.

Une conséquence de ce phénomène est que le café n'est pas entièrement extrait d'une région avant que toute l'eau ne l'ait traversée. Et, la quantité de ce café non extrait augmente avec la diminution de la taille des particules.

Effet actif

"Cet effet semble toujours être actif, et ce n'est que lorsque l'une des régions a extrait tout son café soluble que nous voyons la diminution expérimentalement observée de l'extraction avec la diminution de la taille de mouture."

Les chercheurs pensent qu'une meilleure compréhension de cet effet pourrait conduire à une meilleure tasse de café - ainsi qu'à une réduction des déchets. En effet, il existe un moyen optimal d'extraire le café du marc. Si les sols sont exposés à trop peu d'eau, le goût du café est ce que les experts appellent "sous-développé". Cependant, si le sol est exposé à trop d'eau chaude, le goût devient trop amer. Ainsi, même si le niveau global d'extraction du café semble correct, la boisson résultante pourrait être une combinaison de ces deux fluides moins souhaitables.

Vous pouvez en savoir plus sur Physique des fluides.

LEGO quantique

Il y a déjà eu un LEGO Grand collisionneur de hadrons, un LEGO Télescope spatial James Webb et même un LEGO L'équilibre des croquettes, mais maintenant un ordinateur quantique LEGO peut être ajouté à la liste. Utilisateur LEGO SupersonicEmmet098 a créé un «système informatique quantique IBM Q de 403 pièces» définir et télécharger le design sur le Site d'idées LEGO où il compte déjà plus de 150 supporters.

Avec une échelle de 1 à 18, la conception comprend une armoire de serveur IBM bleu clair d'électronique micro-ondes avec un cadre de support de cryostat Bluefors suspendant un réfrigérateur à dilution dorée avec un processeur quantique IBM 433-qubits Osprey en bas.

"Les enfants et les adultes peuvent utiliser cet ensemble LEGO pour découvrir et apprendre la composition d'un système informatique quantique tout en recréant une tranche d'un centre de données informatique quantique réel", note SupersonicEmmet098, qui espère maintenant frapper le prochain supporter cap des 1000 voix.

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• La source: https://physicsworld.com/a/the-physics-of-espresso-coffee-build-a-lego-quantum-computer/