De fysica van espressokoffie, bouw een LEGO kwantumcomputer - Physics World

OK, ik weet dat vragen hoe je een betere kop koffie kunt zetten vaak zal resulteren in een vervelende discussie over de relatieve verdiensten van verschillende apparaten, bonen en malingen. Nu hebben onderzoekers van de Universiteit van Huddersfield in het VK meegewogen met een onderzoek naar de fysica van het koffiezetten. Ze keken met name naar een merkwaardig kenmerk van espressomachines - die heet water door een cilindrisch filter met fijngemalen koffie persen.

In 2020 ontdekten onderzoekers dat het gebruik van fijngemalen koffie soms een minder smakende kop kan opleveren dan het gebruik van gemalen koffie tot grotere deeltjes. Dit lijkt vreemd omdat de oppervlakte-volumeverhouding van een fijnere maling groter is dan die van een grovere maling, dus ik had gedacht dat er meer smaak uit de fijnere maling zou worden gehaald.

William Lee en zijn Huddersfield-collega's dachten dat het effect wordt veroorzaakt door de ongelijke extractie van koffie uit verschillende regio's binnen een espressofilter. Om deze hypothese te onderzoeken, deed het team computersimulaties van een vereenvoudigd systeem dat bestond uit twee verschillende koffiezetgebieden waar water doorheen kan stromen. De koffie werd in beide regio's in twee verschillende dichtheden verpakt om de variaties te simuleren die zouden optreden in een echt filter.

Dynamische extractie

Ze ontdekten dat het verschil in dichtheid samen met de dynamische extractie van koffie leidde tot verschillende stroomsnelheden in elke regio.

"Ons model laat zien dat stroming en extractie de aanvankelijke ongelijkheid in stroming tussen de twee regio's verbreedden als gevolg van een positieve feedbacklus, waarin meer stroming leidt tot meer afzuiging, wat op zijn beurt de weerstand vermindert en tot meer stroming leidt", legt Lee uit.

Een gevolg van dit fenomeen is dat koffie niet volledig uit een regio is gehaald voordat al het water er doorheen is gestroomd. En de hoeveelheid van deze niet-geëxtraheerde koffie neemt toe met afnemende deeltjesgrootte.

Actief effect

"Dit effect lijkt altijd actief te zijn, en pas als in een van de regio's al zijn oploskoffie is geëxtraheerd, zien we de experimenteel waargenomen afname in extractie met afnemende maalgraad."

De onderzoekers denken dat een beter begrip van dit effect kan leiden tot een betere kop koffie – en tot minder afval. Er is namelijk een optimale manier om koffie uit het koffiedik te halen. Als het koffiedik wordt blootgesteld aan te weinig water, is de smaak van de koffie wat experts 'onderontwikkeld' noemen. Als het koffiedik echter wordt blootgesteld aan te veel heet water, wordt de smaak overdreven bitter. Dus zelfs als het algehele niveau van koffie-extractie goed lijkt, kan de resulterende drank een combinatie zijn van deze twee minder gewenste vloeistoffen.

U kunt meer lezen in Fysica van vloeistoffen.

Kwantum LEGO

Er is al een LEGO geweest Large Hadron Collider, een LEGO James Webb Space Telescope en zelfs een LEGO Brokken balans, maar nu kan er een LEGO kwantumcomputer aan de lijst worden toegevoegd. LEGO-gebruiker SupersonicEmmet098 heeft een 403-delig "IBM Q Quantum Computersysteem" gemaakt set en uploadde het ontwerp naar de website met LEGO-ideeën waar het al meer dan 150 supporters heeft.

Met een schaal van 1 tot 18 heeft het ontwerp een lichtblauwe IBM-serverkast met microgolfelektronica met een Bluefors cryostaat-ondersteuningsframe waaraan een gouden verdunningskoelkast hangt met onderaan een IBM 433-qubits Osprey-kwantumprocessor.

"Kinderen en volwassenen kunnen deze LEGO-set gebruiken om de samenstelling van een kwantumcomputersysteem te ontdekken en erover te leren, terwijl ze een deel van een levensecht kwantumcomputerdatacentrum nabootsen", merkt SupersonicEmmet098 op, die nu hoopt de volgende supporter te raken mijlpaal van 1000 stemmen.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoAiStream. Web3 gegevensintelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• De toekomst slaan met Adryenn Ashley. Toegang hier.
• Koop en verkoop aandelen in PRE-IPO-bedrijven met PREIPO®. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/the-physics-of-espresso-coffee-build-a-lego-quantum-computer/