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La física del café espresso, construye una computadora cuántica LEGO – Physics World

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máquina de café express
Extracción desigual: un estudio del flujo de fluidos en una cafetera espresso podría conducir a una mejor taza de café. (Cortesía: iStock/radu984)

Bien, sé que preguntar cómo hacer una mejor taza de café a menudo resultará en una tediosa discusión sobre los méritos relativos de varios electrodomésticos, granos y moliendas. Ahora, investigadores de la Universidad de Huddersfield en el Reino Unido han intervenido con un estudio de la física de la preparación del café. En particular, observaron una característica curiosa de las cafeteras espresso, que fuerzan el agua caliente a través de un filtro cilíndrico que contiene café finamente molido.

En 2020, los investigadores descubrieron que el uso de un café molido finamente a veces puede producir una taza de sabor más débil que el uso de café molido hasta un tamaño de partícula más grande. Esto parece extraño porque la relación superficie-volumen de una molienda más fina es mayor que la de una molienda más gruesa, por lo que habría pensado que se extraería más sabor de la molienda más fina.

William Lee y sus colegas de Huddersfield consideraron que el efecto es causado por la extracción desigual de café de diferentes regiones dentro de un filtro de espresso. Para investigar esta hipótesis, el equipo realizó simulaciones por computadora de un sistema simplificado que comprendía dos regiones diferentes de preparación de café a través de las cuales puede fluir el agua. El café se envasó en dos densidades diferentes en cada región para simular las variaciones que ocurrirían en un filtro de la vida real.

extracción dinámica

Descubrieron que la diferencia de densidad junto con la extracción dinámica del café condujo a diferentes tasas de flujo en cada región.

“Nuestro modelo muestra que el flujo y la extracción ampliaron la disparidad inicial en el flujo entre las dos regiones debido a un ciclo de retroalimentación positiva, en el que más flujo conduce a más extracción, lo que a su vez reduce la resistencia y genera más flujo”, explica Lee.

Una consecuencia de este fenómeno es que el café no se extrae por completo de una región antes de que toda el agua haya pasado por ella. Y, la cantidad de este café sin extraer aumenta con la disminución del tamaño de partícula.

Efecto activo

"Este efecto parece estar siempre activo, y no es hasta que una de las regiones ha extraído todo su café soluble que vemos la disminución observada experimentalmente en la extracción con la disminución del tamaño de la molienda".

Los investigadores creen que obtener una mejor comprensión de este efecto podría conducir a una mejor taza de café, además de reducir el desperdicio. Esto se debe a que existe una forma óptima de extraer el café molido. Si los posos están expuestos a muy poca agua, el sabor del café es lo que los expertos llaman "subdesarrollado". Sin embargo, si los posos se exponen a demasiada agua caliente, el sabor se vuelve demasiado amargo. Entonces, incluso si el nivel general de extracción de café parece correcto, la bebida resultante podría ser una combinación de estos dos fluidos menos deseables.

Puedes leer más en Física de fluidos.

LEGO cuántico

Ya ha habido un LEGO Gran Colisionador de Hadrones, un LEGO Telescopio espacial James Webb e incluso un LEGO Equilibrio de croquetas, pero ahora se puede agregar a la lista una computadora cuántica LEGO. Usuario de LEGO SupersonicEmmet098 ha creado un "IBM Q Quantum Computer System" de 403 piezas configurar y cargar el diseño en el Sitio web de ideas LEGO donde ya cuenta con más de 150 seguidores.

Con una escala de 1 a 18, el diseño presenta un gabinete de servidor IBM azul claro de electrónica de microondas con un marco de soporte de criostato Bluefors que suspende un refrigerador de dilución dorado con un procesador cuántico IBM Osprey de 433 qubits en la parte inferior.

"Tanto niños como adultos pueden usar este set de LEGO para descubrir y aprender sobre la composición de un sistema de computadora cuántica mientras recrean una porción de un centro de datos de computadora cuántica de la vida real", señala SupersonicEmmet098, quien ahora espera golpear al próximo seguidor. hito de 1000 votos.

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