Die Physik des Espressokaffees, Baue einen LEGO Quantencomputer – Physics World

OK, ich weiß, dass die Frage, wie man eine bessere Tasse Kaffee zubereiten kann, oft zu einer langwierigen Auseinandersetzung über die relativen Vorzüge verschiedener Geräte, Bohnen und Mahlgrade führt. Nun haben sich Forscher der Universität Huddersfield im Vereinigten Königreich mit einer Studie über die Physik der Kaffeezubereitung beteiligt. Insbesondere untersuchten sie eine merkwürdige Eigenschaft von Espressomaschinen – die heißes Wasser durch einen zylindrischen Filter mit fein gemahlenem Kaffee pressen.

Im Jahr 2020 entdeckten Forscher, dass die Verwendung von fein gemahlenem Kaffee manchmal zu einer schwächeren Tasse Geschmack führen kann als die Verwendung von Kaffee, der zu einer größeren Partikelgröße gemahlen wurde. Das erscheint seltsam, da das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen bei einem feineren Mahlgrad größer ist als bei einem gröberen Mahlgrad, sodass ich gedacht hätte, dass durch den feineren Mahlgrad mehr Geschmack herausgeholt würde.

William Lee und seine Kollegen aus Huddersfield gingen davon aus, dass dieser Effekt durch die ungleichmäßige Extraktion von Kaffee aus verschiedenen Regionen innerhalb eines Espressofilters verursacht wird. Um diese Hypothese zu untersuchen, führte das Team Computersimulationen eines vereinfachten Systems durch, das zwei verschiedene Kaffeezubereitungsbereiche umfasste, durch die Wasser fließen kann. Der Kaffee wurde in beiden Regionen mit zwei unterschiedlichen Dichten gepackt, um die Variationen zu simulieren, die in einem echten Filter auftreten würden.

Dynamische Extraktion

Sie fanden heraus, dass der Unterschied in der Dichte zusammen mit der dynamischen Extraktion des Kaffees in jeder Region zu unterschiedlichen Durchflussraten führte.

„Unser Modell zeigt, dass Fluss und Entnahme die anfängliche Ungleichheit im Fluss zwischen den beiden Regionen aufgrund einer positiven Rückkopplungsschleife vergrößerten, in der mehr Fluss zu mehr Entnahme führt, was wiederum den Widerstand verringert und zu mehr Fluss führt“, erklärt Lee.

Eine Folge dieses Phänomens ist, dass der Kaffee aus einer Region nicht vollständig extrahiert ist, bevor das gesamte Wasser durch sie geflossen ist. Und die Menge dieses unextrahierten Kaffees nimmt mit abnehmender Partikelgröße zu.

Aktive Wirkung

„Dieser Effekt scheint immer aktiv zu sein, und erst wenn in einer der Regionen der gesamte lösliche Kaffee extrahiert wurde, sehen wir die experimentell beobachtete Abnahme der Extraktion mit abnehmender Mahlgröße.“

Die Forscher glauben, dass ein besseres Verständnis dieses Effekts zu einer besseren Tasse Kaffee führen und den Abfall reduzieren könnte. Denn es gibt eine optimale Möglichkeit, Kaffee aus Kaffeesatz zu extrahieren. Wenn der Kaffeesatz zu wenig Wasser ausgesetzt ist, ist der Geschmack des Kaffees das, was Experten als „unterentwickelt“ bezeichnen. Wenn der Kaffeesatz jedoch zu viel heißem Wasser ausgesetzt wird, wird der Geschmack übermäßig bitter. Selbst wenn also die Kaffeeextraktion insgesamt in Ordnung zu sein scheint, könnte das resultierende Getränk eine Kombination dieser beiden weniger wünschenswerten Flüssigkeiten sein.

Sie können mehr in lesen Physik der Flüssigkeiten.

Quanten-LEGO

Es gab bereits ein LEGO Large Hadron Collider, ein LEGO James Webb Weltraumteleskop und sogar ein LEGO Kibble-Balance, aber jetzt kann ein LEGO-Quantencomputer zur Liste hinzugefügt werden. LEGO-Benutzer SupersonicEmmet098 hat ein 403-teiliges „IBM Q Quantum Computer System“ erstellt eingestellt und das Design auf die hochgeladen LEGO-Ideen-Website wo es bereits über 150 Unterstützer hat.

Das Design mit einer Skala von 1 bis 18 besteht aus einem hellblauen IBM-Serverschrank mit Mikrowellenelektronik und einem Bluefors-Kryostat-Stützrahmen, an dem ein goldener Verdünnungskühlschrank mit einem IBM 433-Qubits-Osprey-Quantenprozessor an der Unterseite hängt.

„Mit diesem LEGO-Set können sowohl Kinder als auch Erwachsene den Aufbau eines Quantencomputersystems entdecken und lernen, während sie gleichzeitig einen Ausschnitt eines echten Quantencomputer-Rechenzentrums nachbilden“, bemerkt SupersonicEmmet098, der nun hofft, den nächsten Unterstützer zu treffen Meilenstein von 1000 Stimmen.

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