Kvantekjemiker i siteringstoppen får UiOs forskningspris

Vinneren av Universitetet i Oslos forskningspris 2006 er kjemiprofessor Trygve Helgaker. Han ble nylig utropt til Norges mest siterte kjemiker de siste ti årene. Helgaker har vært med på å utvikle det største ikke-kommersielle kvantemekaniske programsystemet i verden, med over tusen abonnenter.

ÅRETS FORSKER: - For ti år siden var det vi driver med i dag en fjern drøm. Faktisk forbløffes jeg hvert år over hva vi nå er i stand til å gjøre, sier kvantekjemiker Trygve Helgaker.
Foto: Ståle Skogstad

Professor Trygve Helgaker er kvantekjemiker og en av Norges mest siterte forskere. Han har forfattet over 200 vitenskapelige arbeider. De aller fleste av dem har stått i internasjonale tidsskrifter av høyeste kvalitet. Kvantekjemi er en disiplin som ligger i grenselandet mellom kjemi, fysikk, matematikk og informatikk.

I sin begrunnelse for å gi forskningsprisen til Helgaker fremhever priskomitéen at han innen sitt forskningsfelt, kvantekjemi, siden 1981 har levert en «forskningsinnsats preget av en produktivitet og kvalitet som har brakt ham frem blant de fremste i internasjonal målestokk. Hans bidrag har vært av grunnleggende betydning i utviklingen av metoder for nøyaktige simuleringer av kjemiske og fysiske egenskaper ved molekyler. (...) Helgaker har ved sin innsats bidratt sterkt til å sette så vel norsk naturvitenskapelig forskning som Universitetet i Oslo på kartet.»

Simuleringer - et nytt forskningsverktøy

- Kvantekjemi er kvantemekaniske simuleringer av kjemiske systemer på datamaskiner og er et nytt forskningsverktøy ved siden av den tradisjonelle eksperimentelle kjemien. Gjennom slike simuleringer kan man forutsi hva som vil skje i eksperimenter eller forklare hva som har skjedd, sier Helgaker, som er født i Porsgrunn i 1953 og disputerte for dr. philos.-graden ved UiO i 1986.

Helgaker fastslår at om lag hver tredje forsker ved hans eget institutt gjør kvantekjemiske beregninger ved siden av eksperimentene. Selv har han ikke vært på laboratoriet på 20 år, innrømmer han.

- Ved hjelp av kvantemekaniske simuleringer kan man studere stoffer som det av forskjellige grunner ikke er gjort eksperimenter på, fordi eksperimentene er kostbare eller forbindelsene farlige. Eller det kan være forbindelser som bare finnes i verdensrommet, fordi de er for ustabile til å eksistere på Jorda.

- Også innenfor medisin kan det være en fordel å gjøre beregninger på forhånd fordi syntesene, det vil si fremstillingen av stoffene i laboratoriet, kan være meget kostbare og tidkrevende. Ved hjelp av beregninger kan man identifisere de beste kandidatene for senere syntese. Dessuten er det ofte langt enklere å tolke resultatene fra eksperimenter hvis man samtidig har gjort kvantekjemiske simuleringer av dem, forklarer Helgaker.

Ønsker seg flere kjemistudenter

Komitéen trekker også fram at Helgaker er kjent som en dyktig underviser og at han har et utstrakt internasjonalt nettverk. Helgaker har blant annet fått kjemistudentenes undervisningspris, og han er etterspurt som foreleser ved internasjonale konferanser og sommerskoler. Men Helgaker er bekymret over at det er så få som vil studere kjemi i Norge.

- Satt på spissen kan man si at kjemien forsvant med en skolereform. Men dette er et generelt problem i Vest-Europa. Land som Danmark, Storbritannia, Nederland og Tyskland har også opplevd en nedgang i interessen for kjemi, men har i de senere år opplevd en oppgang igjen. Jeg kan bare håpe at det samme vil skje i Norge, sukker han, men legger til: - De hovedfags- og doktorgradsstudentene som jeg har hatt i Oslo, har alle vært førsteklasses. Jeg hadde ikke klart meg uten dem.

Har oversatt Tolstoj

Før Helgaker valgte kjemien, studerte han russisk, først to år i Forsvaret, siden ett år ved Universitetet i Leningrad i 1974-75 - og avsluttet med mellomfag på UiO. Som student jobbet han som tolk og oversatte russiske noveller til norsk, blant annet Leo Tolstojs Om vold og kjærlighet og Boris Pilnjaks Armésjefens død (begge 1977).

- Hva er det som er drivkraften for deg som forsker?

- Drivkraften er hele tiden å gjøre det bedre, å kunne løse gamle problemer mer nøyaktig og å utvikle metoder som muliggjør nye typer beregninger. For ti år siden var det vi driver med i dag en fjern drøm. Faktisk forbløffes jeg hvert år over hva vi nå er i stand til å gjøre.

DALTON

Helgaker er en av hovedarkitektene bak det over 20 år gamle programsystemet DALTON, sammen med blant annet sine to kolleger fra Universitet i Århus, Poul Jørgensen og Jeppe Olsen. DALTON er et av de mest kraftfulle kvantemekaniske programsystemene i verden og er i dag lisensiert vederlagsfritt til over tusen forskningsgrupper. Programsystemet er oppkalt etter den berømte britiske kjemikeren og fysikeren John Dalton (1766-1844).

Helgaker har nettopp hatt en tre ukers intens programmeringsøkt. Her er han selvlært, med kun et grunnleggende kurs i programmering bak seg. Det er nå et 40-tall kjemikere fra hele Europa som videreutvikler programmet.

- Regnetiden vokser med antallet partikler. Vi får høy nøyaktighet i små systemer med få atomer og få elektroner. Men nøyaktigheten avtar når antall elektroner øker. Det er dette vi kaller mangepartikkelproblemet, eller problemet med å beskrive mange partikler som alle gjensidig påvirker hverandre.

- Kvantekjemiske beregninger opptar i dag en tredjedel av all den regnetid som årlig fordeles av Norges Forskningsråd. Vi arbeider derfor hele tiden for å øke effektiviteten i beregningene og kan i dag regne på molekyler bestående av over 1000 atomer med samme nøyaktighet som for 50 atomer for ti år siden, forteller Helgaker.

Sommerskole og Bob Dylan

Snart er det igjen tid for sommerskolen på Himmelbjerget i Danmark, som Helgaker har arrangert annethvert år siden 1990 sammen med sine to Århus-kolleger. Skolen pågår i tolv dager fra St. Hans. Her underviser de tre vennene i de nyeste kvantekjemiske metodene for over 70 ph.d.-studenter og postdocs fra hele verden.

Etter sommerskolen rekker Helgaker kanskje Roskilde-festivalen, der Bob Dylan spiller. Helgaker er nemlig Dylan-fan på sin hals. Han har alle plater og bootlegs som er mulig å oppdrive og har vært på ti konserter med trubaduren, senest i Ålborg i oktober i fjor.

- Dylan har skapt sitt eget univers - sangene hans er svært rike på bilder og skaper hele tiden nye assosiasjoner, sier Helgaker.

Kvantekjemi

Kvantekjemi er den del av teoretisk kjemi som beskjeftiger seg med molekylenes kjemiske bindinger, struktur og reaksjonsmuligheter ved hjelp av kvanteteoriens prinsipper. Beregningene krever gjerne utstrakt bruk av regnemaskiner. Størrelsene som kan beregnes er for eksempel energinivåer, dipolmoment, molekylenes likevektsgeometrier (bindingsvinkler og bindingsavstander) og vibrasjonsfrekvenser.

Kvantemekanikken danner grunnlaget for den moderne beskrivelse av mikrokosmos, det vil si av elektroner, atomer og atomære systemer og av subatomære partikler (elementærpartikler). Den bygger på undersøkelser som viser at materien har en dualistisk natur, det vil si at den dels viser bølgeegenskaper, dels partikkelegenskaper.

Kilde: Aschehoug og Gyldendals Store norske leksikon, 3. utgave, Oslo 1997

Universitetet i Oslos forskningspris deles ut sammen med formidlingsprisen og prisen for godt læringsmiljø på universitetets årsfest i Universitetets Aula den 2. september. Alle prisene er på 250 000 kroner hver.

Emneord: Priser, Kjemi, Forskning Av Lars Hoff
Publisert 14. juni 2006 11:19 - Sist endret 10. des. 2008 15:24
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere