Om du vill veta hur du häller den perfekta halvliten eller skapar den ultimata koppen kaffe, då behöver du verkligen en matematiker.

Det kanske inte är det mest uppenbara valet, men stora företag är alltmer medvetna om att de kan lösa gåtor och förbättra sina produkter genom att kalla på specialister inom den växande disciplinen som kallas industriell matematik. De inkluderar William Lee, nyligen utsedd professor i ämnet vid University of Huddersfield.

Två av hans mest uppmärksammade forskningsprojekt utlöstes av dryckesjätten Diageo - som ville att professor Lee undersökte konstiga beteenden hos bubblor i ett glas Guinness - och av elvarukonglomeratet Philips, som beställde forskning om hur man får de bästa resultaten från filterkaffemaskiner.

Han har också bedrivit forskning för stora företag inom områden som inkluderar läkemedel, använda matematik för att undersöka ämnen som artärsjukdom.

Guinness-bubblor-forskningen har skapat ett stort medieintresse under de senaste åren och förtjänat lättsamma berömmer som The Economist Babbage Award for Bizarre Boffinry. Men det har också visat sig vara mycket produktivt akademiskt, vilket resulterar i en serie vetenskapliga artiklar. Det senaste är Sinking Bubbles in Stout Beer, publicerad av American Journal of Physics .

Det var medan professor Lee var baserad vid University of Limerick som han blev ombedd att undersöka bubblornas kontraintuitiva beteende i ett glas Guinness - de sjunker istället för att stiga. Efter simuleringar och experiment, som han slutförde efter en flytt till University of Portsmouth, det bestämdes att glasets form, med sina sluttande väggar, var den avgörande faktorn.

Den senaste artikeln beskriver hur en matematisk modell - som ger större fokus än datasimulering - användes för att ge avgörande bevis.

"Folk tror att Guinness -glaset är utformat för att optimera avvecklingstiden, "sade professor Lee." Men nu har vi en bättre förståelse för teorin bakom den, vi kanske kan göra ett ännu bättre glas så att det sätter sig snabbare. Tyvärr, den perfekta formen skulle se ut som ett gigantiskt cocktailglas! "

Matematiska idéer

Professor Lee drogs till industriell matematik när han insåg den forskningspotential som den erbjöd. Vid University of Limerick - där han fortfarande är adjungerad professor - grundade han sin enhet för industriell matematik, som bedriver konsultarbete inom matematisk och statistisk modellering för industrin. Vid University of Huddersfield, han etablerar ett institut för matematik och datavetenskap.

"Det finns två grundläggande platser du kan leta efter nya matematiska idéer, "sa professor Lee." Den ena gräver bara djupare i befintlig matematik och den andra är att gå ut och leta efter nya fenomen, och industrin är full av dem. "

"Det är mycket mer givande att arbeta med ett problem där du vet att någon är intresserad av lösningen!"

Specialister i industriell matematik håller studiegrupper som liknar akademiska konferenser, men också bjuda in branschfigurer att komma och presentera sina problem. Så här blev professor Lee och hans medarbetare först värvade av Diageo för att arbeta med frågor kring bubblor i stout och servering av Guinness.

Det var också kontaktpunkten för en annan högprofilerad del av professor Lees forskning - jakten på en perfekt kopp kaffe från filtermaskinerna som tillverkats av Philips. Resultatet blev en matematisk modell för kaffebryggning som kan användas för att underlätta konstruktionen av maskiner. Det fanns också betydande fynd om de processer genom vilka kaffe extraheras från bönor.

Detta ledde till den medförfattade artikeln från 2016 Kaffextraktionskinetik i ett välblandat system, i Journal of Mathematics in Industry . Nu, Professor Lee går från filterkaffe till espresso, undersöka sambandet mellan styrka och smak.