Faglige interesser
Trygve Helgaker arbeider med kvantekjemi og molekylær elektronstruktur, spesielt med utvikling og anvendelse av metoder for kvantemekaniske simuleringer av molekylære systemer. Slike kvantekjemiske beregninger har fått en sentral plass i moderne kjemisk forskning de sistes årene, blant annet som en følge av utviklingen av kraftige datamaskiner. Beregningene kan benyttes enten som et supplement til eksperimenter (eksempelvis for å tolke eksperimentelle data) eller istedenfor eksperimenter (når disse ikke kan gjennomføres eller er for kostbare).
Selv om dagens kvantekjemiske metoder kan løse svært mange kjemiske problemer innen forskning og industri, så har de samtidig mange begrensninger med hensyn til nøyaktighet og anvendelsesområde. Helgaker utvikler nye beregningsmodeller og nye algoritmer for å gjøre slike beregninger mulige på molekyler bestående av mange tusen atomer istedenfor noen få hundre, som er begrensningen for dagens metoder. En slik utvikling vil blant annet gjøre kvantekjemiske beregninger på biologiske systemer mulige. Samtidig arbeider Helgaker å utvikle mer nøyaktige og fleksible kvantekjemiske modeller, slik at store molekyler kan studeres med samme nøyaktighet som små, blant annet ved å forbedre beskrivelsen av elektronkorrelasjon med tetthetsfunksjonalteori (DFT). Helgaker arbeider også med molekyler under ekstreme betingelser — særlig molekyler i ekstreme magnetfelt.
Trygve Helgaker har siden begynnelsen av 1980-tallet utviklet kvantkjemiprogrammet Dalton sammen med forskere på andre universiteter i Skandinavia. Programmet er i dag lisensiert til mange hundre forskningsgrupper og er ett av de mest fleksible kvantekjemiske programmer i verden. Helgaker har bidratt til kvantekjemiprogrammene Dirac og DIRCCR12-OS.
For populærvitenskapelige fremstillinger, se Et virtuelt laboratorium: Kjemi på datamaskiner (Apollon 2002), Kjemilab i datamaskinen (Apollon 2004), Avdekket overraskende, magnetiske egenskaper (Apollon 2009) og Kvantemekanikk på datamaskiner: kjemiens nye verktøy (foredrag, 2011).
Bakgrunn
Trygve Helgaker (f. 1953) er utdannet cand. scient. i kjemi i 1980 og dr. philos. i 1986, begge ved Universitetet i Oslo. Etter postdoktoropphold ved Institute for Mathematics and its Applications (IMA) ved University of Minnesota i 1986–87 og ved Kemisk Institut ved Aarhus Universitet i 1987–89 ble Helgaker ansatt som førsteamanuensis ved Kjemisk institutt i 1989, hvor han har vært professor siden 1993.
Helgaker var gjesteforsker ved Department of Chemistry, University of Cambridge hos Prof. Nicholas Handy i 1999–2000, gjesteprofessor på Laboratoire de Chimie Quantique, Université Louis Pasteur i Strasbourg i januar 2003, gjesteforsker ved Department of Chemistry, Durham University hos Prof. David Tozer i 2006–07 og gjesteprofessor ved Laboratoire de Chimie Théoretique (LCT), Université Pierre et Marie Curie (UPMC) i Paris i november 2013. Helgaker har ledet to Senter for fremragende forskning (SFF): Centre for Theoretical and Computational Chemistry (CTCC) 2013–2017 og Hylleraas Centre for Quantum Molecular Sciences f2017–2023.
Helgaker studerte russisk på Universitetet i Leningrad i 1974–75 og arbeidet seks måneder som vitenskapelig assistent for Prof. Geir Kjetsaa på Slavisk-baltisk institutt ved Universitetet i Oslo i 1979, på prosjektet Written by Dostoevsky? Han var timelærer i russisk syntaks ved Slavisk-baltisk institutt vårsemesteret 1980.
Publikasjoner
Helgaker har publisert 368 vitenskapelige arbeider med til sammen 28000 siteringer og H-indeks 78 på Web of Science og 41000 siteringer og H-indeks 93 på GoogleScholar.
Sammen med Poul Jørgensen og Jeppe Olsen ved Kemisk Institut, Aarhus Universitet har Helgaker skrevet læreboken Molecular Electronic-Structure Theory (Wiley, Chichster, 2000; paperback 2012), som er sitert over 4200 ganger.
Helgaker har oversatt russisk skjønnlitteratur til norsk: Leo Tolstoj, Om vold og kjærlighet (Solum, Oslo, 1977) og Boris Pilnjak, Armesjefens død, i Moderne russiske fortellere, red. G. Kjetsaa (Aschehoug, Oslo, 1977).
Foredrag
Helgaker har gitt 112 foredrag på internasjonale møter og konferanser, 86 seminarer og gjesteforelesninger og 283 forelesninger på internasjonale sommer- og vinterskoler i kvantekjemi. Hans vitenskapelige og populærvitenskapelige foredrag kan lastes ned her.
Priser og utmerkelser
- Nansens belønning for yngre forskere, Nansenfondet(1985)
- Kjemistudentenes undervisningspris "Den gyldne spatel", Kjemisk institutt (1992)
- Coulson Lecture, University of Athens, USA (1999)
- Innvalgt medlem av Det Norske Videnskaps-Akademi (2004)
- Innvalgt medlem av International Academy of Quantum Molecular Science (2005)
- Innvalgt medlem av WATOC Scientific Board, (2005)
- UiOs forskningspris, Universitetet i Oslo (2006)
- Guldberg–Waage-medaljen, Norsk Kjemisk Selskap (2007)
- Centenary Lectureship and Medal, Royal Society of Chemistry, UK (2007–2008)
- Research Excellence Award, ICCMSE, Hellas (2010)
- ERC Advanced Grant, Det europeiske forskningsrådet (2010)
- Forskningsrådets pris for fremragende forskning (Møbius-prisen), Forskningsrådet (2011)
- VALCA, konferanse til ære for T. Helgaker, Strand Hotel, Fevik, 9–12 juni (2013)
- Festskrift, Molecular Physics 111, 1061–1629 (2013)
- Kapuy Lecture, Universitetet i Budapest (Eötvös-universitetet), Ungarn (2016)
- Innvalgt medlem av Bureau for International Academy of Quantum Molecular Science (2018).
- Fridtjof Nansens belønning for fremragende forskning, Nansenfondet (2019)
- Innvalgt medlem av Kungliga Vetenskapsakademien, Sverige (2021)
- Innvalgt medlem av Det Kongelige Norske Videnskabers Selskab (2024)
Arrangerte møter og workshops
- Scandinavian Minisymposium on Theoretical Chemistry, Oslo, september 1983
- The Nordic Molecular Physics Symposium, Oslo, mai 1986
- Dalton 2000 Workshop, Oslo, 5–7 september 1998
- 70 Years of the Correlation Problem, Oslo, 3–5 juni 1999
- Quantum Chemistry SUP Meeting, Oslo, 9–11 november 2004
- Nanoquant Meeting, Leangkollen, 9–12 februar 2006
- A Coastal Voyage of Current Density Functional Theory,
Tromsø–Trondheim, 19–22 september 2007 - Molecular Properties 2009, Vettre, 18–21 juni 2009
- Dalton 2010 Workshop, Oslo, 11–12 januar 2010
- Quantum Chemistry Beyond the Article Circle, Tromsø, 23–26 juni 2010
- Quantum Chemistry in Strong Magnetic Fields,
Toulouse, Frankrike, 13-14 september 2010 - The 15th European Seminar on Computational Methods in Quantum Chemistry,
Oscarsborg, 16–19 juni 2011 - Promoting Female Excellence in Theoretical and Computational Chemistry II (FemEx), Oslo, 13–16 juni 2014
- Fundamental Aspects of DFT, Oslo, 8–10 januar 2015
- Advances in Electronic Structure Theory, Paris 27–29 april, 2015
- Hylleraas-symposium, Oslo, 23 november 2015
- Magical Mystery Tour of Electron Correlation, Oslo, 24–26 oktober 2016
- 50th Anniversary Celebration of the International Academy of Quantum Molecular Science, Menton, 30 juni 2017
- Adventures from Numerical Quantum Chemical Methods to Biological Systems and Beyond, Oslo, 15–17 januar 2018
- Mathematical Methods in Quantum Chemistry, Oberwolfach, 18–24 mars 2018
- Atoms, Molecules and Materials in Extreme Environments, Oslo, 4–6 juni 2018
Undervisning
Trygve Helgaker har forelest på kurset KJM2600 – Kvantekjemi og spektroskopi ved Kjemisk institutt; slides for 2012.
Sostrup Summer School: Quantum Chemistry and Molecular Properties
Sammen med Poul Jørgensen og Jeppe Olsen ved Aarhus Universitet arrangerte Helgaker hvert annet år i fra 1990 til 2014 Sostrup Summer School: Quantum Chemistry and Molecular Properties, se innbydelsen fra 2010 samt informasjon om tidligere skoler her. Mange av forelesningene kan lastes ned her. Lærebok på sommerskolen er Molecular Electronic-Structure Theory (Wiley, Chichester, 2000), skrevet av Helgaker, Jørgensen og Olsen.
European Summer School in Quantum Chemistry (ESQC)
Helgaker har annet hvert år siden 1991 undervist på European Summer School in Quantum Chemistry (ESQC) og siden 2016 på sommerskolen Modern Wavefunction Methods (MWM) in Electronic Structure Theory.
Verv
- Board, Centre of Mathematics for Applications (CMA), Universitetet i Oslo. 2003–2012
- Editorial Board, International Journal of Quantum Chemistry, Wiley, 1996–
- Editorial Board, Theoretical Chemistry Accounts, Springer, 1998–2006
- Advisory Board, Molecular Physics, Taylor and Francis, 2007–2013
- Redaktør, Molecular Physics, Taylor and Francis, 2013–
- Advisory Board, Computational Molecular Science, Wiley, 2008–
- Advisory Editorial Board, Chemical Physics Letters, Elsevier, 2008–2018
- e-Infrastructure Scientific Opportunities Panel (eSOP), Norges forsknigsråd. 2010–
- Akademisk komité, Aker Scholarship, 2015–
- Board, International Academy of Quantum Molecular Science, 2018–2023
- Publiseringskomité for kjemi, Norsk publiseringsindikator (NPi), 2018–2022
- Nasjonalt publiseringsutvalg for MNT fag, Norsk publiseringsindikator (NPi), 2018–2022
- Board of Directors, International Society of Theoretical and Chemical Physics (ISTCP), 2016–
Samarbeid
- Sonia Coriani, DTU, København, Danmark
- Jürgen Gauss, Johannes Gutenberg Universität Mainz, Tyskland
- Mark Hoffmann, University of North Dakota, Grand Forks, USA
- Michal Jaszunski, Polska Akademia Nauk, Warszawa, Polen
- Hans-Jørgen Aa. Jensen, Syddansk Universitet, Odense, Danmark
- Poul Jørgensen, Aarhus Universitet, Danmark
- Henrik Koch, NTNU, Trondheim, Norge
- Wim Klopper, Karlsruher Institut für Technologie, Tyskland
- Simen Kvaal, Universitetet i Oslo, Norge
- André Laestadius, OsloMet, Norge
- Kurt Mikkelsen, Københavns universitet, Danmark
- Claus Jørgen Nielsen, Universitetet i Oslo, Norge
- Jeppe Olsen, Aarhus Universitet, Danmark
- Elke Pahl, University of Auckland, New Zealand
- Magdalena Pecul-Kudelska, Uniwersytet Waszawski, Polen
- Thomas Bondo Pedersen, Universitetet i Oslo, Norge
- Elisa Rebolini, Institut Laue Langevin, Frankrike
- Simen Reine, Universitetet i Oslo, Norge
- Antonio Rizzo, CNR-IPCF, Pisa, Italia
- Kenneth Ruud, UiT Norges arktiske universitet, Norge
- Trond Saue, Université Paule Sabatier, Toulouse, Frankrike
- Andreas Savin, Sorbonne Université, Paris, Frankrike
- Peter Schwerdtfeger, Massey University, Auckland, New Zealand
- Stella Stopkowicz, Universität des Saarlandes, Tyskland
- Dage Sundholm, Helsingfors universitet, Finland
- Peter Taylor, Tianjin University, Tianjin, Kina
- Andrew Teale, University of Nottingham, UK
- Erik Tellgren, Universitetet i Oslo, Norge
- Julien Toulouse, Sorbonne Université, Paris, Frankrike
- David Tozer, Durham University, UK
- Einar Uggerud, Universitetet i Oslo, Norge
- Hans Ågren, KTH, Stockholm, Sverige
Prosjekter
- Magnetic Chemistry (MagiChem),
FRIPRO, Norges forskningsråd, 2019–2023 - Hylleraas Centre for Quantum Molecular Sciences,
SFF delt med Universitetet i Tromsø, Norges forskningsråd, 2017–2027 - Molecules in Extreme Environments,
Senter for grunnforskning ved Det Norske Videnskaps-Akademi, 2017–2018 - Ab-Initio Adiabatic-Connection Curves for Density-Functional Analysis and Construction (ABACUS),
ERC Advanced Grant, Det europeiske forskningsråd (ERC), 2011–2016 - Molecules in Magnetic Fields (MOLMAG),
FRIPRO, Norges forskningråd, 2010–2013 - Centre for Theoretical and Computational Chemistry (CTCC),
SFF delt med Universitetet i Tromsø, Norges forskningsråd, 2007–2017 -
SCF Methods for Periodic and Non-Periodic Systems,
FRIPRO, Norges forskningsråd, 2006–2009 -
Linear-Scaling Quantum-Chemical Methods for Large Systems,
FRIPRO, Norges forskningsråd, 2003–2005 - Relativistic Corrections to Molecular Magnetic Properties,
FRIPRO, Norges forskningsråd, 1999–2002