De Amerikaanse professoren Walter Kohn en John A. Pople hebben de Nobelprijs voor de chemie ontvangen voor hun baanbrekende bijdragen aan de quantumchemie. 'Best verrassend', vindt dr. ir. W.J. Briels van de vakgroep Chemische Fysica.
Waarom is deze toekenning verrassend?
'Er is altijd een spanning bij de toekenning van een Nobelprijs: krijgen de wetenschappers de prijs voor intense geleerdheid of omdat hun onderzoek zo'n groot algemeen nut heeft?
'Vergeleken met de quantumchemici die de prijs circa tien jaar geleden ontvingen is de toekenning aan Kohn en Pople van een andere orde. Destijds kregen de wetenschappers de prijs omdat de quantumchemische methoden het ontstaan van chemische bindingen begrijpelijker maakte: een hele kwalitatieve bijdrage. Kohn en Pople krijgen de prijs omdat de quantumchemie als toepassing op punt van doorbreken staat. De quantumchemische computerprogramma's zijn beschikbaar gekomen voor een grote groep materiaalkundigen.'
Zijn Pople en Kohn hierin belangrijke schakels geweest?
'Pople ontwikkelde in de jaren zestig de eerste programmapakketten die aan de basis stonden voor de programmatuur van nu. Zeker in een tijd dat de computer nog weinig voorstelde, getuigde dit van een uitzonderlijke visie voor de richting waarin de techniek zich ontwikkelde.
'Kohn is de vader van de dichtheidsfunctionaal-theorie waarmee hij het vakgebied een flinke injectie heeft gegeven. Met de traditionele theorie van de quantummechnica kon men bijvoorbeeld het zuurstof-molecuul steeds dieper en nauwkeuriger beschrijven. Maar een voldoende nauwkeurige beschrijving van grote moleculen bleef lang onhaalbaar door de ingewikkelde Schrödinger-vergelijkingen. Het inzicht dat de eenvoudiger elektronendichtheid dezelfde informatie bevatte, was een doorbraak. Na aanvankelijke problemen kwam er een revival toen quantumchemie en moleculaire dynamica in één simulatie-methode werden gecombineerd.'
Wordt de chemicus nu een computerprogrammeur?
'Je kunt zeggen dat de computer de chemie intensiever heeft gemaakt, maar het ontwikkelen van concepten en theorieën blijft de hoofdtaak van de chemische wetenschapper. De grenzen van de berekeningsmogelijkheden zijn door de computer flink opgerekt. In de middeleeuwen moesten de wetenschappers hun theorieën zover vereenvoudigen totdat bij wijze van spreken een derdemachtswortel te berekenen was. Met de computer is veel meer mogelijk. Je kunt steeds verder doorgaan en bijvoorbeeld de krachten en bewegingen van 50.000 atomen tegelijkertijd berekenen.'
Egbert van Hattem
