Espressokaffets fysik, bygg en LEGO kvantdator – Physics World

OK, jag vet att frågan om hur man gör en bättre kopp kaffe ofta resulterar i ett tråkigt argument om de relativa fördelarna med olika apparater, bönor och malet. Nu har forskare vid University of Huddersfield i Storbritannien vägt in en studie av fysiken kring kaffetillverkning. De tittade särskilt på en märklig egenskap hos espressomaskiner – som tvingar hett vatten genom ett cylindriskt filter som innehåller finmalet kaffe.

År 2020 upptäckte forskare att användning av ett finmalet kaffe ibland kan ge en svagare kopp än att använda kaffe som mals till en större partikelstorlek. Detta verkar konstigt eftersom förhållandet mellan yta och volym för en finare malning är större än för en grövre malning, så jag skulle ha trott att mer smak skulle extraheras från den finare malningen.

William Lee och hans Huddersfield-kollegor ansåg att effekten orsakas av ojämn extraktion av kaffe från olika regioner i ett espressofilter. För att undersöka denna hypotes gjorde teamet datorsimuleringar av ett förenklat system som bestod av två olika kaffetillverkningsregioner genom vilka vatten kan flöda. Kaffet packades med två olika densiteter i båda regionerna för att simulera variationerna som skulle uppstå i ett verkligt filter.

Dynamisk extraktion

De fann att skillnaden i densitet tillsammans med den dynamiska utvinningen av kaffe ledde till olika flödeshastigheter i varje region.

"Vår modell visar att flöde och extraktion vidgade den initiala skillnaden i flöde mellan de två regionerna på grund av en positiv återkopplingsslinga, där mer flöde leder till mer extraktion, vilket i sin tur minskar motståndet och leder till mer flöde", förklarar Lee.

En konsekvens av detta fenomen är att kaffe inte helt utvinns från en region innan allt vatten har runnit igenom det. Och mängden av detta oextraherade kaffe ökar med minskande partikelstorlek.

Aktiv effekt

"Denna effekt verkar alltid vara aktiv, och det är inte förrän en av regionerna har extraherat allt lösligt kaffe som vi ser den experimentellt observerade minskningen av extraktion med minskande malningsstorlek."

Forskarna tror att en bättre förståelse för denna effekt kan leda till en bättre kopp kaffe – samt minska avfallet. Detta eftersom det finns ett optimalt sätt att extrahera kaffe ur sump. Om sumpen utsätts för för lite vatten är smaken på kaffet vad experter kallar "underutvecklad". Men om marken utsätts för för mycket varmt vatten blir smaken alltför bitter. Så även om den totala nivån av kaffeextraktion verkar bra, kan den resulterande drycken vara en kombination av dessa två mindre önskvärda vätskor.

Du kan läsa mer i Fysik för vätskor.

Quantum LEGO

Det har redan funnits ett LEGO Large Hadron Collider, ett LEGO James Webb rymdteleskop och till och med ett LEGO Kibble balans, men nu kan en LEGO kvantdator läggas till i listan. LEGO-användare SupersonicEmmet098 har skapat ett 403-delat "IBM Q Quantum Computer System" ställ in och laddade upp designen till LEGO ideas hemsida där den redan har över 150 supportrar.

Med en skala från 1 till 18 har designen ett ljusblått IBM-serverskåp av mikrovågselektronik med en Bluefors-kryostatstödram som hänger upp ett kylskåp med gyllene utspädning med en IBM 433-qubits Osprey-kvantprocessor i botten.

"Barn och vuxna kan använda det här LEGO-setet för att upptäcka och lära sig mer om sammansättningen av ett kvantdatorsystem samtidigt som de återskapar en del av ett verkligt kvantdatordatacenter", konstaterar SupersonicEmmet098, som nu kommer att hoppas på att träffa nästa supporter milstolpe på 1000 röster.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Minting the Future med Adryenn Ashley. Tillgång här.
• Köp och sälj aktier i PRE-IPO-företag med PREIPO®. Tillgång här.
• Källa: https://physicsworld.com/a/the-physics-of-espresso-coffee-build-a-lego-quantum-computer/