شعار زيفيرنت

فيزياء قهوة الإسبريسو ، تبني كمبيوتر LEGO الكمومي - عالم الفيزياء

التاريخ:

آلة إسبرسو
الاستخراج غير المتكافئ: دراسة تدفق السوائل في آلة صنع الإسبريسو يمكن أن تؤدي إلى فنجان قهوة أفضل. (مجاملة: iStock / radu984)

حسنًا ، أعلم أن السؤال عن كيفية صنع فنجان أفضل من القهوة سيؤدي غالبًا إلى مناقشة مملة حول المزايا النسبية لمختلف الأجهزة والفاصوليا والطحن. الآن ، قام باحثون في جامعة هيدرسفيلد في المملكة المتحدة بدراسة فيزياء صنع القهوة. نظروا على وجه الخصوص إلى ميزة غريبة لآلات الإسبريسو - والتي تجبر الماء الساخن من خلال مرشح أسطواني يحتوي على قهوة مطحونة ناعماً.

في عام 2020 ، اكتشف الباحثون أن استخدام البن المطحون جيدًا يمكن أن ينتج عنه أحيانًا فنجان تذوق أضعف من استخدام القهوة المطحونة إلى حجم جزيئات أكبر. يبدو هذا غريباً لأن نسبة السطح إلى الحجم للطحن الدقيق أكبر من نسبة الطحن الخشن ، لذلك كنت أعتقد أنه سيتم استخلاص المزيد من النكهة من الطحن الدقيق.

ويليام لي يعتقد وزملاؤه في هيدرسفيلد أن هذا التأثير ناتج عن الاستخراج غير المتكافئ للقهوة من مناطق مختلفة داخل مرشح الإسبريسو. للتحقيق في هذه الفرضية ، أجرى الفريق عمليات محاكاة حاسوبية لنظام مبسط يتكون من منطقتين مختلفتين لصنع القهوة يمكن للمياه أن تتدفق من خلالها. كانت القهوة معبأة بكثافة مختلفة في أي من المنطقتين لمحاكاة الاختلافات التي قد تحدث في مرشح حقيقي.

الاستخراج الديناميكي

وجدوا أن الاختلاف في الكثافة جنبًا إلى جنب مع الاستخراج الديناميكي للقهوة أدى إلى معدلات تدفق مختلفة في كل منطقة.

يوضح لي: "يُظهر نموذجنا أن التدفق والاستخراج وسع التباين الأولي في التدفق بين المنطقتين بسبب حلقة التغذية الراجعة الإيجابية ، حيث يؤدي المزيد من التدفق إلى مزيد من الاستخراج ، مما يقلل بدوره المقاومة ويؤدي إلى مزيد من التدفق".

إحدى نتائج هذه الظاهرة هي أن القهوة لا يتم استخلاصها بالكامل من منطقة واحدة قبل أن يتدفق كل الماء من خلالها. وتزداد كمية هذه القهوة غير المستخرجة مع تناقص حجم الجزيئات.

تأثير نشط

"يبدو أن هذا التأثير نشط دائمًا ، ولن نشهد انخفاضًا ملحوظًا في الاستخراج مع انخفاض حجم الطحن حتى يتم استخلاص كل القهوة القابلة للذوبان في إحدى المناطق."

يعتقد الباحثون أن اكتساب فهم أفضل لهذا التأثير يمكن أن يؤدي إلى فنجان قهوة أفضل - وكذلك تقليل الهدر. هذا بسبب وجود طريقة مثالية لاستخراج القهوة من التفل. إذا تعرضت القهوة المطحونة لقليل من الماء ، فإن مذاق القهوة هو ما يسميه الخبراء "متخلفة". ومع ذلك ، إذا تعرضت القهوة المطحونة للكثير من الماء الساخن ، يصبح الطعم مرًا بشكل مفرط. لذلك حتى إذا كان المستوى العام لاستخراج القهوة يبدو جيدًا ، يمكن أن يكون المشروب الناتج مزيجًا من هذين السائلين غير المرغوب فيهما.

يمكنك قراءة المزيد في فيزياء السوائل.

كوانتوم ليغو

كان هناك بالفعل LEGO مصادم هادرون الكبير، LEGO جيمس ويب تليسكوب الفضاء وحتى LEGO توازن كيبل، ولكن الآن يمكن إضافة كمبيوتر LEGO الكمي إلى القائمة. مستخدم LEGO SupersonicEmmet098 قام بإنشاء 403 قطعة "IBM Q Quantum Computer System" تعيين وتحميل التصميم على موقع ويب أفكار LEGO حيث تضم بالفعل أكثر من 150 مؤيدًا.

بمقياس من 1 إلى 18 ، يتميز التصميم بخزانة خادم IBM باللون الأزرق الفاتح من إلكترونيات الميكروويف مع إطار دعم Bluefors cryostat يعلق ثلاجة تخفيف ذهبية مع معالج كمومي IBM 433-qubits Osprey في الأسفل.

يشير SupersonicEmmet098 ، الذي يأمل الآن في الوصول إلى الداعم التالي: "يمكن للأطفال والكبار على حدٍ سواء استخدام مجموعة LEGO هذه لاكتشاف ومعرفة تكوين نظام الكمبيوتر الكمومي أثناء إعادة إنشاء شريحة من مركز بيانات الكمبيوتر الكمومي الواقعي". معلم من 1000 صوت.

بقعة_صورة

أحدث المعلومات الاستخباراتية

بقعة_صورة