Dette er historien om fjellbondes?nnen og skogsarbeideren Egil Hylleraas (1898–1965), som var s? matematisk begavet at han ble headhuntet av en av Albert Einsteins 澳门葡京手机版app下载spartnere p? 1920-tallet for ? l?se et av de vanskeligste problemene i kvantemekanikken.
Da professor Egil Hylleraas d?de for femti ?r siden, var det ingen som hadde forestilt seg at de matematiske metodene hans skulle bli brukt i superraske datamaskiner verden over for ? simulere molekyler. Kjemisk institutt ved UiO hedrer n? Hylleraas med en permanent utstilling om hans vitenskapelige liv, i lokalene til Senter for teoretisk og beregningsbasert kjemi, som har spesialisert seg nettopp p? kvantekjemiske beregninger av store molekyler.
Egil Hylleraas vokste opp, som yngst av 11 s?sken, p? en fjellg?rd i Engerdal, nord for Trysil. Han var med i g?rdsarbeidet og drev et par ?r som skogsarbeider f?r han som sytten?ring begynte i ?verste klasse p? middelskolen p? Rena. Han var en sjelden, matematisk begavelse og ble innstilt til Kongen for de teoretiske beregningene i hovedfag-et i fysikk ved Det Kongelige Frederiks Universitet i Kristiania.
Kommende nobelprisvinner
Den tidligere 澳门葡京手机版app下载spartneren til Albert Einstein, den j?diske professor Max Born ved Universitetet i G?ttingen, som fikk Nobelprisen i fysikk i 1954, la merke til de matematiske evnene til Hylleraas.
Max Born var med p? ? utvikle den moderne kvantemekanikken, for ? forklare fenomener som klassisk mekanikk ikke kunne beskrive, slik som stabiliteten og strukturen til atomer.
I et brev, der Born lovpriste Hylleraas for m?ten han l?ste vanskelige beregninger p?, ble han invitert til G?ttingen for ? l?se et av de viktigste problemene i den nye kvantemekanikken.
Den danske fysikeren Niels Bohr, som fikk Nobel- prisen i 1922, hadde allerede i 1913 utviklet atommodellen for hydrogenatomet, som er det enkleste atomet, med bare ett elektron, men modellen hans ga ingen riktig beskrivelse av det neste grunnstoffet i det periodiske systemet, heliumatomet.
Da den ?sterrikske fysikeren Erwin Schr?dinger, som ble tildelt Nobelprisen i 1933, i 1926 lanserte en kvantemekanisk ligning for ? beregne energien til elektronet i hydrogenatomet, var det uklart om den ogs? ville fungere p? andre atomer.
For ? bekrefte den generelle gyldigheten av kvantemekanikken, var det derfor viktig ? vise at Schr?dinger-ligningen ogs? ga en korrekt beskrivelse av heliumatomet, som er det minste atomet med mer enn ett elektron.
– Det vanskelige med ? beskrive atomer med flere elektroner kvantekjemisk, er n?r elektronene er i n?rheten av hverandre, forteller professor Trygve Helgaker, som har v?rt drivkraften bak utstillingen om Hylleraas.
Matematisk gjennombrudd
Born satte Hylleraas p? oppgaven med ? l?se Schr?dinger-ligningen for heliumatomet. Gjennombruddet hans kom etter at Hylleraas vendte tilbake til Oslo i 1928.
– Beregningene hans var i fullstendig overensstemmelse med eksperimentelle m?linger og bekreftet dermed kvantemekanikkens generelle gyldighet.
Oppdagelsen hans vakte oppsikt p? Naturforskerm?tet i K?benhavn i 1929 og ble betegnet som et mesterverk av b?de Max Born og Niels Bohr.
Mens Hylleraas pr?vde ? l?se den matematiske g?ten i G?ttingen, skrev han et brev om den besynderlige, kvantekjemiske verden.
?Det som holder de utallige atomer og molekyler sammen … er jo ikke annet enn elektriske krefter. …. Ja, dette tror jeg nesten ikke du m? vise frem til noen, for ellers tror de vel at jeg er litt rar?, skrev Egil Hylleraas til broren sin i 1927, ti ?r f?r han ble professor i fysikk ved Universitetet i Oslo.
Etter hvert er kvantekjemiske beregninger blitt sv?rt viktige for ? forst? kjemiske reaksjoner og for ? kunne forutsi resultatet av kjemiske eksperimenter. Takket v?re supergode datamaskiner er det n? mulig ? beregne molekyler med flere hundre atomer. Med mange milliarder beregninger i sekundet kan det likevel ta flere uker og m?neder ? beregne et molekyl kvantekjemisk.
– Hylleraas bekreftet gyldigheten av kvantemekanikken for flere partikler. Han var en pioner innen vitenskapelige databeregninger ved at han la grunnlaget for moderne presisjonsberegninger, forteller Helgaker.
Regnestykke tok sju sekunder
Da Hylleraas l?ste Schr?dinger-ligningen, fantes det ingen data-maskin. Det eneste hjelpemiddelet hans var en tysk, elektrisk regnemaskin, Mercedes-Euklid.
– N?r det er riktig store tall, kan den bruke sju til ?tte sekunder. Hvis jeg tar en spasertur bortover gulvet, er det pussig ? h?re at den driver og regner helt av seg selv, fortalte Hylleraas den gang henf?rt.
Datteren hans, Inger Hylleraas B? (87), mintes regnemaskinen under utstillings?pningen i april.
– Et av barndomsminnene mine er de ber?mmelige regnemaskinene. Far hadde ogs? en slik hjemme, som han gjerne brukte til nattlige beregninger. Den var ogs? med n?r vi dro til fjells, forteller datteren.
Mer enn historisk interesse
Selv om beregningene til Hylleraas var epokegj?rende, viste de seg ? v?re vanskelig ? anvende p? st?rre systemer. P? syttitallet ble Hylleraas kun husket med historisk interesse. Med stadig raskere datamaskiner er metodene hans tatt inn i varmen igjen og kan n? anvendes p? store molekyler og gi langt mer n?yaktige resultater enn andre metoder.
De siste 25 ?rene er det blitt publisert sv?rt mange vitenskapelige artikler med referanse til Hylleraas. Navnet hans er dessuten nevnt i vitenskapelige titler mer enn hundre ganger. Frekvens-en er stadig ?kende.
Dekan Morten D?hlen p? Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet p?peker at det er viktig ? ta vare p? slike vitenskapelige historier.
– Dette er nok en historie vi kan fronte for ? vise hvorfor grunnforskning og langsiktig forskning er viktig, mener dekanen.