A física do café expresso, construa um computador quântico LEGO – Physics World

OK, eu sei que perguntar como fazer uma xícara de café melhor geralmente resultará em uma discussão tediosa sobre os méritos relativos de vários aparelhos, grãos e moagens. Agora, pesquisadores da Universidade de Huddersfield, no Reino Unido, avaliaram um estudo da física da fabricação de café. Em particular, eles observaram uma característica curiosa das máquinas de café expresso – que forçam a água quente através de um filtro cilíndrico contendo café finamente moído.

Em 2020, os pesquisadores descobriram que usar um café moído finamente às vezes pode produzir uma xícara com sabor mais fraco do que usar café moído em um tamanho de partícula maior. Isso parece estranho porque a proporção de superfície para volume de uma moagem mais fina é maior do que a de uma moagem mais grossa, então eu pensei que mais sabor seria extraído da moagem mais fina.

William Lee e seus colegas de Huddersfield calcularam que o efeito é causado pela extração desigual de café de diferentes regiões dentro de um filtro de café expresso. Para investigar essa hipótese, a equipe fez simulações em computador de um sistema simplificado que compreendia duas regiões diferentes de produção de café por onde a água pode fluir. O café foi embalado em duas densidades diferentes em cada região para simular as variações que ocorreriam em um filtro real.

Extração dinâmica

Eles descobriram que a diferença de densidade junto com a extração dinâmica do café levavam a diferentes vazões em cada região.

“Nosso modelo mostra que o fluxo e a extração ampliaram a disparidade inicial no fluxo entre as duas regiões devido a um ciclo de feedback positivo, no qual mais fluxo leva a mais extração, o que, por sua vez, reduz a resistência e leva a mais fluxo”, explica Lee.

Uma consequência desse fenômeno é que o café não é totalmente extraído de uma região antes que toda a água tenha passado por ela. E a quantidade desse café não extraído aumenta com a diminuição do tamanho das partículas.

efeito ativo

“Esse efeito parece estar sempre ativo, e não é até que uma das regiões tenha todo o seu café solúvel extraído que vemos a diminuição observada experimentalmente na extração com a diminuição do tamanho da moagem.”

Os pesquisadores acreditam que obter uma melhor compreensão desse efeito pode levar a uma melhor xícara de café – além de reduzir o desperdício. Isso ocorre porque existe uma maneira ideal de extrair o café da borra. Se a borra for exposta a pouca água, o sabor do café é o que os especialistas chamam de “subdesenvolvido”. No entanto, se o pó for exposto a muita água quente, o sabor torna-se excessivamente amargo. Portanto, mesmo que o nível geral de extração do café pareça bom, a bebida resultante pode ser uma combinação desses dois fluidos menos desejáveis.

Você pode ler mais em Física dos Fluidos.

Lego quântico

Já existiu um LEGO Large Hadron Collider, um Lego Telescópio espacial James Webb e até um LEGO saldo de ração, mas agora um computador quântico LEGO pode ser adicionado à lista. Usuário LEGO SupersonicEmmet098 criou um “Sistema de Computador IBM Q Quantum” de 403 peças definir e enviar o design para o site de ideias LEGO onde já conta com mais de 150 apoiadores.

Com uma escala de 1 a 18, o design apresenta um gabinete de servidor IBM azul claro de eletrônica de micro-ondas com uma estrutura de suporte de criostato Bluefors suspendendo um refrigerador de diluição dourada com um processador quântico Osprey IBM de 433 qubits na parte inferior.

“Crianças e adultos podem usar este conjunto LEGO para descobrir e aprender sobre a composição de um sistema de computador quântico enquanto recriam uma fatia de um data center de computador quântico da vida real”, observa SupersonicEmmet098, que agora espera atingir o próximo apoiador marco de 1000 votos.

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