Espresso kohvi füüsika, ehitage LEGO kvantarvuti – Physics World

OK, ma tean, et kui küsida, kuidas valmistada tassi paremat kohvi, tekib sageli tüütu vaidlus erinevate seadmete, ubade ja jahvatuste suhteliste eeliste üle. Nüüd on Ühendkuningriigi Huddersfieldi ülikooli teadlased võtnud kaasa kohvi valmistamise füüsika uuringu. Eelkõige vaatlesid nad espressomasinate kummalist omadust – mis suruvad kuuma vee läbi peeneks jahvatatud kohvi sisaldava silindrilise filtri.

2020. aastal avastasid teadlased, et peeneks jahvatatud kohvi kasutamine võib mõnikord tekitada nõrgema maitsega tassi kui suurema osakese suuruseks jahvatatud kohvi kasutamine. See tundub veider, sest peenema jahvatuse pinna ja mahu suhe on suurem kui jämedamal jahvatamisel, nii et oleksin arvanud, et peenemast jahvatusest saab rohkem maitset.

William Lee ja tema Huddersfieldi kolleegid arvasid, et efekti põhjustab kohvi ebaühtlane ekstraheerimine erinevatest piirkondadest espressofiltris. Selle hüpoteesi uurimiseks tegi meeskond arvutisimulatsioone lihtsustatud süsteemist, mis hõlmas kahte erinevat kohvi valmistamise piirkonda, mille kaudu vesi võib voolata. Kohv pakiti mõlemas piirkonnas kahe erineva tihedusega, et simuleerida tegelikus filtris esinevaid variatsioone.

Dünaamiline ekstraheerimine

Nad leidsid, et tiheduse erinevus koos kohvi dünaamilise ekstraheerimisega põhjustas igas piirkonnas erineva voolukiiruse.

"Meie mudel näitab, et vool ja ekstraheerimine suurendasid voolu esialgset erinevust kahe piirkonna vahel positiivse tagasiside ahela tõttu, milles suurem vooluhulk toob kaasa suurema väljatõmbe, mis omakorda vähendab takistust ja suurendab voolu, " selgitab Lee.

Selle nähtuse üks tagajärg on see, et kohvi ei ekstraheerita ühest piirkonnast täielikult enne, kui kogu vesi on sellest läbi voolanud. Ja selle ekstraheerimata kohvi kogus suureneb koos osakeste suuruse vähenemisega.

Aktiivne toime

"See efekt näib olevat alati aktiivne ja alles siis, kui ühest piirkonnast on kogu lahustuv kohv ekstraheeritud, näeme eksperimentaalselt täheldatud ekstraheerimise vähenemist jahvatussuuruse vähenemisega."

Teadlased usuvad, et selle efekti parem mõistmine võib viia parema tassi kohvini ja vähendada jäätmeid. Seda seetõttu, et on olemas optimaalne viis kohvipurust eraldada. Kui kohvipaksus on liiga vähese veega kokku puutunud, on eksperdid nimetanud kohvi maitset “alaarenenud”. Kui aga paks puutub kokku liiga kuuma veega, muutub maitse liiga kibedaks. Nii et isegi kui kohvi ekstraheerimise üldine tase tundub hea, võib saadav jook olla nende kahe vähem soovitava vedeliku kombinatsioon.

Lähemalt saate lugeda Vedelike füüsika.

Kvant LEGO

LEGO on juba olnud Large Hadron Collider, LEGO James Webb kosmoseteleskoop ja isegi LEGO Kibble tasakaal, kuid nüüd saab nimekirja lisada LEGO kvantarvuti. LEGO kasutaja SupersonicEmmet098 on loonud 403-osalise "IBM Q Quantum Computer System" seadis ja laadis kujunduse üles LEGO ideede veebisait kus sellel on juba üle 150 toetaja.

Skaalaga 1–18 on disainil helesinine IBM-i mikrolaineelektroonika serverikapp Blueforsi krüostaadi tugiraamiga, mis riputab kuldse lahjendusega külmiku, mille allosas on IBMi 433-kubitine Osprey kvantprotsessor.

"Seda LEGO komplekti saavad nii lapsed kui ka täiskasvanud kasutada kvantarvutisüsteemi koostise avastamiseks ja selle kohta õppimiseks, luues samal ajal osa reaalsest kvantarvuti andmekeskusest," märgib SupersonicEmmet098, kes loodab nüüd tabada järgmise toetaja. 1000 hääle verstapost.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoAiStream. Web3 andmete luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Tuleviku rahapaja Adryenn Ashley. Juurdepääs siia.
• Ostke ja müüge IPO-eelsete ettevõtete aktsiaid koos PREIPO®-ga. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/the-physics-of-espresso-coffee-build-a-lego-quantum-computer/