2013/11 - AG Theoretische Chemie

November 2013InhaltTheoretische Chemie – Quo Vadis? 4Hellmann Preis 2013 8CPMD 2013 - Tagungsreport 11Neue Arbeitsgruppe in Konstanz 18Bericht über das 49. Symposium fürTheoretische Chemie 23Was ich mir von der Theorie wünsche 31Theoretische Chemie am IWR Heidelberg 32Mitgliederversammlung der ArbeitsgemeinschaftTheoretische Chemie 38Tagungen 41Klatsch und Tratsch 433

November 2013den Fortschritten bei der Methoden- und Programmentwicklung.Eine offenkundige Herausforderungist die Genauigkeit der theoretischenVorhersagen, die gesteigert werden kann, wenndie zugrunde liegenden Näherungen verbessertwerden. Dies wird auf breiter Front versucht(Stichworte: explizitThe underlying physical laws necessary korrelierte ab initiofor the mathematical theory of a Verfahren, Multireferenz-Methoden,large part of physics and the whole ofverfeinerte undchemistry are thus completely known,theoretisch fundierteDichtefunktio-and the difficulty is only that theexact application of these laws leads tonale, polarisierbareequations much too complicated to be Kraftfelder, ab initiosoluble. It therefore becomes desirable Quantendynamik).that approximate practical methods of Eine zweite Herausforderungbetrifftapplying quantum mechanics should bedie Komplexitätdeveloped.chemischer Prozesse.Auch wenn manPaul Dirac, Physiker, 1929anhand stark vereinfachterModellsysteme wertvolle Einsichtengewinnen kann, sollte man eigentlich die echtenrealen Systeme möglichst komplett und wirklichkeitsgetreuerfassen. Dies erfordert zum einendie Einbeziehung der Umgebung, sei es explizitatomistisch oder durch gröbere Ansätze bis hinzu Kontinuumsmodellen (Stichworte: Multiskalen-Methoden,mesoskopische Simulationen)und zum anderen eine adäquate Behandlung derenorm großen Zahl an Freiheitsgraden in solchenSystemen (Stichworte: Sampling des Konfigurationsraums,Entropie). Generelle Ziele bei jeglicherMethodenentwicklung sind Allgemeinheit undRobustheit: Rechenverfahren sollten idealerweiseauf beliebige Systeme anwendbar sein (d.h. aufalle Elemente des Periodensystems und auf beliebigeTypen von Verbindungen) und dabei einemöglichst gleichmäßige Genauigkeit garantieren(d.h. keine wilden Ausreißer). Eine weitere wesentlicheAufgabe bei der Programmentwicklungist die technologische Anpassung der Codes anneue leistungsfähigere Rechnertypen and Rechnerarchitekturen– aktuell geht es darum, zumeinen massiv parallele Systeme mit Hunderttausendenvon Prozessoren und zum anderen Hybrid-Systememit schnellen Graphikprozessorenfür die Programme aus der Chemie nutzbar zumachen, um so die verfügbare Rechenleistungum Größenordnungen zu steigern. Wenn manall diese Tendenzen im Zusammenhang sieht,darf man sicher sein, dass die Möglichkeiten derComputational Chemistry auch in Zukunft rasantwachsen werden – unter der Voraussetzung,dass die Methoden- und Programmentwicklungweiterhin so aktiv wie bisher betrieben werden.Praktische AnwendungenWie steht es mit Anwendungen, mit der Lösungkonkreter chemischerProbleme auf demThere is nothing more practicalComputer? Idealtypischthan a good theory.kann man zwischen Kurt Lewin, Psychologe, 1951drei Anwenderkreisenunterscheiden (auch wenn die Grenzen fließendsind und manchmal eine Personalunion vorliegenmag): Der Theoretiker will oft primär dieLeistungsfähigkeit und die Grenzen von neuentwickelten Rechenverfahren erproben, beispielsweisedurch systematische Validierungenan etablierten Benchmarks oder durch neuartigeanspruchsvolle Erstanwendungen (proof-of-principle).Der Computerchemiker ist meist durchchemische Fragestellungen motiviert, er verwendetdie richtigen (state-of-the-art) Rechenmethoden,um auf dem gewählten Arbeitsgebietdurch breit angelegte theoretische Untersuchungenqualitative Einsichten zum Verständnis derChemie zu gewinnen. Der Experimentator ist ander Lösung konkreter Probleme interessiert, ernutzt theoretische Standardrechnungen dabei alseine zusätzliche Methode zur Charakterisierungund zum Verständnis seiner experimentellen Befunde.Alle diese Typen von Anwendungen sind5

Information Theoretische ChemieHellmann Preis 2013Dr. Jörg BehlerDer Hellmann Preis 2013 geht an Herrn Dr. JörgBehler, Leiter einer Emmy Noether-Gruppe ander Ruhr-Universität Bochum, für die Entwicklungneuartiger künstlicher neuronaler Netze zurdynamischen Simulation komplexer Systeme auflangen Zeitskalen.Die von Jörg Behler originär entwickelte „neuralnetwork potential“ (NNP) Methode ist einfundamentaler Beitrag zur hochgenauen und systematischverbesserbaren Simulation in den molekularenMaterialwissenschaften.Die Behlerschen NNPs erlauben präzise und damitvorhersagekräftige Untersuchungen von Materialien,die einerseits mit konventionellen Potentialen(Kraftfelder, „MM“) nicht beschreibbarsind, und andererseits mit elektronenstrukturbasiertenMethoden aufgrund der benötigten Längen-und/oder Zeitskalen nicht durchführbarsind.Jörg Behler begann seine wissenschaftliche Laufbahnmit dem Chemiestudium an der UniversitätDortmund, das er mit einer externen Diplomarbeitan der University of Reading in Englandzum Thema Molekulardynamik Simulationenvon Kohlenhydraten in wässriger Lösung mitAuszeichnung abschloss. Für diese Arbeit undseine Leistungen während des Studiums wurdeer von der Universität Dortmund zudem mit demJahrgangsbestenpreis ausgezeichnet.Zur Promotion wechselte er ans Fritz-Haber Institutder Max-Planck Gesellschaft in Berlin, umin der Gruppe um Matthias Scheffler die Dissoziationvon Sauerstoffmolekülen auf Alumini-Dr. Jörg Behlerumoberflächen zu untersuchen. Diese Fragestellungstellte damals ein ungelöstes Problem dertheoretischen Oberflächenwissenschaften dar,das von vielen Arbeitsgruppen bearbeitet wurde,da die experimentell gefundene ungewöhnlichniedrige Haftwahrscheinlichkeit von thermischenSauerstoffmoleülen im eklatantem Widerspruchzu den Ergebnissen von konventionellenDichtefunktionaltheorierechnungen stand. HerrBehler konnte durch Implementierung der bisdato in diesem Gebiet nicht angewendeten „constrainedDFT“ Methode (entwickelt zur Behandlungvon Magnetismus im Festkörper) in seinerDissertation zeigen, dass dieser Widerspruch ausUnzulänglichkeiten konventioneller DFT Rechnungenresultierte. Für seine mit summa cumlaude bewertete Promotion wurde er mit der Otto-HahnMedaille der Max-Planck Gesellschaftausgezeichnet. Es sei erwähnt, dass heute, knapp8

November 2013zehn Jahre nach seiner Disseration, das Gebiet dersogenannten nichtadiabatischen Oberflächenreaktionenwohletabliert ist und constrained DFTsich seither vielfältiger Einsatzmöglichkeiten erfreut.Nach einem kurzen Postdoktorat bei KarstenReuter am FHI wechselte Herr Behler an dieETH in die Gruppe von Michele Parrinello inLugano. Hier wollte er sich der Untersuchungvon globalen Hochdruckphasendiagrammen vonFestkörpern mit Hilfe der Metadynamikmethodewidmen. Es zeigte sich jedoch schnell, dass diedirekte (on the fly, Car-Parrinello) Kopplung vonDFT Rechnungen mit Metadynamik aufgrundder extremen Rechenzeitanforderungen zurPhasendiagrammberechnung nicht durchführbarwar. Bekannt war natürlich, dass etablierteempirische (Mehrkörper-) Potentiale zur Beschreibungvon Festkörpern (wie Tersoff, Finnis-Sinclair, Brenner usw.) aufgrund ihrer geringenGenauigkeit keine brauchbare Alternative zuDFT darstellten; aufgrund der Parameterisierungbeschreiben diese Zugänge nur bestimmte Phasen,nicht aber das globale Phasenverhalten undPhasenübergänge.Die von Herrn Behler vorgeschlagene Lösung desProblems war die Entwicklung eines grundsätzlichneuartigen Ansatzes zur Konstruktion vonhochdimensionalen Potentialhyperflächen mitHilfe von künstlichen neuronalen Netzen. NeuronaleNetze wurden in der Chemie zu diesemZeitpunkt von einigen wenigen Gruppen schonseit gut 10 Jahren benutzt allerdings lediglich imSinne einer möglichst vorurteilsfreien Anpassungeiner allgemeinen funktionalen Form an Daten(„unbiased fit“) zur Darstellung von Energieflächen.Ein grundsätzliches Problem dieser Methodewar jedoch die Beschränkung auf wenigeFreiheitsgrade bzw. Dimensionen, und damit aufsehr kleine Systeme (z.B. Moleküle bestehend auseinem halben Dutzend Atomen oder die Wechselwirkungvon starren Zweiatomern mit starrenOberflächen). Genau diesen traditionellen Ansatzhat Herr Behler bereits während seiner Doktorarbeitkennengelernt und auch zur effizienten Berechnungvieler Trajektorien zur Sauerstoffdissoziationauf Aluminium eingesetzt.Aufbauend auf diesen Erfahrungen gelang esHerrn Behler in seiner Zeit an der ETH, die fundamentalenkonzeptionellen Probleme zu lösenund einen allgemeinen Ansatz zur Beschreibungvon Energieflächen von Systemen bestehend ausextrem vielen Atomen zu entwickeln. Hierzuführte er eine neuartige Art von ``Symmetriefunktionen‘‘ein, die es erlauben, die lokaleUmgebung eines Atoms zu charakterisieren, aufdenen aufbauend separate Subnetze erzeugt werden,über deren Kombination die Gesamtenergiedes Systems zusammen mit den Kerngradientenund damit die Kräfte effizient darstellbar werden.In einem gewissen Sinne handelt es sich um einenInkrementenansatz zur eindeutigen Darstellungder Gesamtenergie eines Vielteilchensystems basierendauf einer speziellen Kernkonfiguration.Damit hatte Herr Behler erstmals alles beisammen,was man für eine Molekulardynamik Simulationzur Beschreibung der Wechselwirkungenbraucht. Insbesondere gehören diese „neutralnetwork potentials“ (NNPs) zur Klasse der sogenanntenreaktiven Kraftfelder, mit denen chemischeReaktionen beschreibbar sind.Basierend auf diesem Durchbruch gelang es ihmdann in einer ersten Anwendung erstmals, daskomplexe Hochdruckphasendiagramm von reinemSilizium mit Hilfe von Computersimulationenvollständig und in exzellenter übereinstimmungmit dem Experiment vorherzusagen.Auch in weiteren anwendungsbezogenen Kollaborationenüber seine Postdoktorandenzeit hinauskamen die von Herrn Behler entwickeltenMethoden sehr erfolgreich in den Materialwissenschaftenzum Einsatz.9

November 2013reactions involving proton transport in solutionsof water and methanol. Finally, Marialore Sulpiziexplained the extraction of sum frequencyThe most important ingredients of CPMD: Carr (right) and Parinello (left) together with the perfectsimulation of fireworks.generation infrared spectra (SFG-IR)—which isa popular experimental technique to investigateinterfacial water properties—from FPMD simulations.The afternoon session was introduced by a keynotelecture of Thomas Lippert, who presentedthe computational resources at the Jülich SupercomputingCenter and future efforts to improvecomputational power and to integrate the CPMDcommunity into Jülich’s infrastructure. He alsoexplained resource allocations obtained via international,national, and regional programs, in particularthe PRACE project, which was the basisof most of the large-scale simulations presentedon this conference. A second keynote lecture onCar-Parrinello computational electrochemistrydelivered by Michiel Sprik followed. With the aidof a Car-Parrinello standard hydrogen electrode,he and his group can compare electrode potentialsdirectly to experiments and assess the effect ofthe delocalization error in common density functionals,which is the major source of error in thesecalculations. Results of oxidation potentials ofsome model aqua-cations (Cu+, Ag+, and Fe2+)and the alignment of energy levels at the rutileMnO2-water interface were also given. Thesecond day concluded with a poster session andmany individual discussions among the scientists.Day 3: Life SciencesThe morning session on Wednesday was openedby Carme Rovira with a keynote lecture on theprediction of sugar binding and catalytic mechanismsof carbohydrate-active enzymes using classical/firstprinciples MD and metadynamics methods.These enzymes are of fundamental interest13

Information Theoretische Chemiein life sciences because of their role in health anddiseases, as well as in enzymatic biomass conversion.Following this, Frank Uhlig delivered a talkon the structure and dynamics of the hydratedelectron, a subject which has been controversiallydiscussed in recent literature. Later on, Xifan Wuexplained the computation of ionization potentialsof hydrated hydroxide and hydronium ionswith a many-body approach in the second keynotelecture of the day. Patricia Hunt presentedFPMD simulations of aqueous chloride solutions,linking electronic and molecular structure ofthese ubiquitous solutions.In the afternoon session, Carlo Camilloni talkedabout a combined study of NMR measurements,molecular dynamics simulations, and densityfunctional theory on the enzymatic proline isomerizationby Cyclophilin A. The group foundthat Cyclophilin A provides an electrostatic environmentthat acts on the substrate through electrostaticallylevering the dipole associated withthe carboxylic group of the glycine. Jens Dreyerpresented results of FPMD and metadynamics simulationsof the proton transport in the cationselectivemembrane channel Gramicidin A, elucidatingthe role of the membrane dipole potentialfor the free energy barrier of proton permeation.The last session commenced with JorgeKohanoff’s talk on DNA damage by low-energyelectrons investigated by FPMD simulations.Low-energy electrons play an important role inirradiation-caused DNA damage and a thoroughunderstanding of this process is of utmost importancein combating cancer. Giulia Rosetti presentedcomputational techniques to investigate theCu(II) binding to intrinsically disordered proteinswhich play a key role in several neurodegenerativediseases, such as Parkinson. The last speakof the day, Francesco Luigi Gervasio, presented acombined computational and experimental studyThe poster session: melting pot for new results, new insights, new discussions and new friends.14

November 2013Also important for a successful conference: nice lunch without long queues and coffee with discussionafterwards! Is that true, Walter?limited portion of phase space—with metadynamicsto achieve a broad an accurate description ofthe conformational transitions of ATP-Mg2+ inwater. Wanda Andreoni delivered a keynote lectureon techniques to disclose reaction pathwayswith CPMD simulations and their application inprocesses such as CO2 capture and sequestrationor structural transformations in nanocarbons.The afternoon session started Giovanni Bussi,who explored the mechanism and dynamics ofRNA folding and conformational transitions andof RNA/protein interactions using FPMD simulationsand state-of-the-art free energy methods.Walther Thiel presented a keynote lecture aboutSed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatemon the role of conformational changes and allostericregulation in protein kinases. Conformationalshifts in kinases lead to several diseases, suchas cancer, thus understanding how allosteric signalscontrol the conformational equilibrium isbelieved to lead to a new rational drug design.Day 4, 5: FPMD-based MethodsIn the first talk on Thursday morning, SimoneRaugei demonstrated how FPMD simulationsand metadynamics can be used in the rational designof molecular electrocatalysts based on inexpensiveand abundant metals such as Ni, Mn, andFe for oxidation and production of H2. Afterwards,Davide Branduardi combined the stringmethod—which is a technique aimed at calculatinga free energy in high dimensionality on athe use of semiempirical quantum-chemical methodsfor the investigation of fast nonradiative15

Information Theoretische Chemietransitions in some classical water potentials andpresented an exhaustive study of the free energysurface of those liquids using umbrella samplingNSA: Big brother is ... really interested in each topic?relaxation processes after photoexcitation. Thesesimulations were used, e.g., to unveil the photostabilitiyof DNA bases in different environments,the mechanism of photoinduced molecularrotors, or the complete photochemical cycle ofa GFP chromophore with ultrafast excited-stateproton transfer. Following this, Vittorio Limongellireported recent work the accurate estimationof free energy landscapes in biological systems. Inparticular, he discussed cyclooxygenases, adenosinedeaminase and thrombin binding aptamer.Gareth Tribello introduced the final session ofthe day with a talk on dimensionality reductionto generate simplified representations of thehigh-dimensional data obtainable from atomisticsimulations, which is of high interest with theprogressively increasing complexity of this data.Furthermore, he explained how these techniquescan be used to map complex free energy surfaces.Jeremy Palmer talked about liquid-liquid phaseand well-tempered metadynamics. This sparkeda particularly heated discussion, as other groupsshow different results using the same water modeland umbrella sampling. The last speaker of theday, Fabio Pietrucci, showed how graph theorycan be used in molecular dynamics simulations togreatly extend the accessible timescales, allowingto discover complex multi-step reaction pathwaysand leading to an efficient characterization ofhigh-dimensional free energy landscapes.The last day of the CPMD meeting was opened byRalph Gebauer who presented a new approach tofinding accurate, parameter-free approximationsto the exchange-correlation energy functionalwhich avoid self-interaction and capture strongelectron correlations. This approach is particularlypowerful in the high correlation limit, i.e.16

November 2013at intermediate and large interatomic separations,and even beats coupled cluster calculations withsingle, double and perturbative triple electronholeexcitation, which is often considered the"gold-standard" of quantum chemistry. RodolpheVuilleumier demonstrated how maximallylocalized Wannier orbitals can be used to deriveclassical force fields from FPMD simulations.Focus was not only on the electrostatic interactionsbetween fragments, but on all terms of theinteraction, including repulsion and long-rangedispersion. Jürg Hutter followed and presented anovel algorithm , based on a hybrid Gaussian andPlane Waves (GPW) approach with the resolution-of-identity(RI) approximation, developedfor MP2, scaled opposite-spin MP2 (SOS-MP2)and direct-RPA (dRPA) correlation energies offinite and extended systems. The algorithm is implementedin the popular CP2K code.In the last session of the conference, Angelos Michaelidestalked about water and ice at surfaces.These interfaces are relevant to a plethora ofphysicochemical phenomena and technologicalprocesses. The talk featured a discussion on theimportance of nuclear quantum effects and theimportance of van-der-Waals forces in adsorption.Afterwards, Brandon Wood showed resultson CPMD simulations of III-V-semiconductorwaterinterfaces that are the most important photocathodesin solar hydrogen production. Theresults point to the importance of key dynamicalprocesses in determining the electrochemicalproperties of the semiconductor-water interface.The conference was closed after Jun Cheng’s talkon proton coupled electron transfer in water photooxidationat the TiO2 water interface. By combiningFPMD simulations with free energy perturbationtheory the group was able to computethe thermochemistry of proton coupled electrontransfer, to understand the delocalization error instandard GGA density functionals, and to proposesimple model to understand how the bandstructures of materials modulate the electronicenergy levels (redox potentials) of intermediates.Text: Michael von Domaros, BonnFigure captions: Bernd Engels, Würzburg17

Information Theoretische ChemieNeue Arbeitsgruppe in KonstanzTheoretische Chemie an der Universität KonstanzKontaktProf. Dr. Christine PeterUniversität KonstanzFachbereich ChemieFach 718D-78457 KonstanzWeb: http://cms.uni-konstanz.de/peterE-Mail: Christine.Peter@uni-konstanz.deSeit April 2013 besteht die Arbeitsgruppe „Theoretischeund computergestützte Chemie“ an derUniversität Konstanz, mit thematischem Schwerpunktauf klassischen Molekulardynamiksimulationenbiologischer Systeme und biologischenund biomimetischen Materialien. Methodischbefassen wir uns mit der Entwicklung von Multiskalensimulationsmodellenzur Untersuchungvon Selbstaggregation und Nanostrukturbildungin biologischen und biologisch inspirierten Materialien– von peptidbasierten Hydrogelen bis hinzu Biopolymeren wie Spinnenseide oder biologischenHybridmaterialien wie Perlmutt.Um die Wechselwirkungen und Mechanismen insolchen Aggregations- und Strukturbildungsprozessenzu verstehen, sind hierarchische Simulationsansätzeideal geeignet, da die obengenanntenSysteme oft selbst hierarchisch strukturiert sind.Hier verknüpfen wir Modelle auf mehreren Auflösungsebenensystematisch miteinander, so dasswir einerseits eine akkurate mikroskopische,chemisch realistische Beschreibung der Wechselwirkungenund gleichzeitig Zugang zu densystemrelevanten Längen- und Zeitskalen er-Prof. Dr. Christine PeterUniversität Konstanzhalten. Unser Schwerpunkt liegt bei klassischenatomistischen Molekulardynamiksimulationenund systematisch darauf aufgebauten vergröbertenModellen. Darüber hinaus verknüpfen wirin Kooperationen diese vorwiegend klassischenteilchenbasierten Modelle wiederum mit weiterenSimulationsebenen: in die eine Richtung mitquantenmechanischen Simulationen, um zumBeispiel Photoreaktionen zu untersuchen, zumanderen hinein in den Bereich der Kontinuumsbeschreibungmakroskopischer Materialeigenschaften.Im Folgenden werden einige der Themen in unsererGruppe näher beschrieben.18

November 2013Abbildung 1: Amphiphile Peptide an der Luft/Wasser Grenzfläche linke Seite: DSSP Sekundärstrukturverlaufwährend atomistischer Simulation der Selbstaggregation von zwei Peptidsystemem (Pro-Glu-(Phe-Glu)2-Pro, oben,und Pro-Asp-(Phe-Asp)2-Pro, unten). Die Snapshots zeigen typische Aggregatstrukturen am Ende der Simulation.Rechte Seite: Vergröberte für dieLuft/Wasser Grenzfläche (durchgezogene Linien: radiale Paarverteilungsfunktionen;gestrichelte Linien: Wasser-Wasser Paarpotentiale). Oben (rot): Strukturbasiertes vergröbertes Modell. Unten (grün):Themodynamik-basiertes vergröbertes Modell. [5]Multiskalensimulationen von Selbstaggregationin PeptidsystemenAggregation und Nanostrukturbildung von Peptidensind von ausgesprochenem Interesse fürbiomedizinische und materialwissenschaftlicheAnwendungen. Um diese Phänomene in Simulationenzu untersuchen, werden Modelle gebraucht,die sowohl Faltung als auch Aggregationwiedergeben, die auf deutlich größeren Zeit- undLängenskalen stattfindet. Hier liefern hierarchischeSimulationsansätze auf der atomistischenEbene ein mikroskopisches, chemisch akkuratesBild und können über die vergröberte Ebeneauch zum Verständnis der zugrundeliegendenMechanismen beitragen.Ein wichtiges Element in diesem Kontext ist dasVerhalten von Peptiden an Grenzflächen. ZumBeispiel haben hydrophobe Grenzflächen wie dieLuft-Wasser oder Öl-Wasser Grenzfläche einengroßen Einfluss auf das Faltungsgleichgewicht,die Sekundärstrukturbildung und damit auchauf das Aggregationsverhalten von amphiphilenPeptiden. Wir untersuchen verschiedene Typenamphiphiler Peptide in Lösung und an derLuft-Wasser Grenzfläche. Dies sind zum einenβ-Faltblatt bildende Peptide mit Sequenzen ausalternierend hydrophilen und hydrophoben Seitenketten,die an der Luft Wasser GrenzflächeMonolagen bilden und zum Beispiel als Templatefür Mineralisationsprozesse dienen, zum anderenα-helikale amphiphile zellpenetrierende Peptide.Atomistische Simulationsmodelle geben Einblickin das Wechselspiel von Aggregationsprozessen,Faltungsgleichgewichten, Verteilungsgleichgewichtenzwischen hydrophoben und hydrophilenMedien und der Wechselwirkung mit Grenzflächen.Somit ist es möglich ein molekularesVerständnis der zugrundeliegenden Strukturen,relevanten Wechselwirkungen und thermodynamischenTriebkräfte zu erhalten, die dieStrukturbildung auf der mesoskopischen Ebenebestimmen. Diese atomistischen Simulationendienen dann als Referenz für die Entwicklungvergröberter Modelle, die Zugang zu größerenZeit- und Längenskalen ermöglichen [1–4].19

Information Theoretische ChemieAbbildung 2: Linke Seite: Illustration eines Multiskalenansatzes bestehend aus QM/MM, klassischen MM, undvergröberten Modellen zum Studium von photoinduzierten Phasenübergängen in azobenzolhaltigen Flüssigkristallen[14]. Rechte Seite: die Wahl eines geeigneten Referenzzustands ist essentiell um ein vergröbertes Modell zu entwickelndas zugleich die Struktur der flüssigkristallinen Phase und den flüssigkristallin-isotropen Phasenübergang gutrepräsentiert [12].Biologische und biologisch inspirierteMaterialienDie Ursache für die bemerkenswerten mechanischenEigenschaften vieler biologischer Materialien,wie zum Beispiel Knochen oder Perlmutt,ist zu großen Teilen ihr hierarchischer Aufbauaus steifen mineralischen Partikeln, die von einerweichen, elastischen, organischen Matrix zusammengehaltenwerden. Um die mechanischen Eigenschaftendieser Materialien wie zum BeispielZähigkeit und Verformbarkeit zu verstehen, ist eswichtig, die beteiligten Mechanismen und Prozesseauf vielen Hierarchieebenen zu betrachten.Dies reicht von den mesoskopischen Eigenschaftender beteiligten Materialien (der mineralischengenauso wie der organischen Polyelektrolyt- undStrukturproteinkomponenten) bis hinunter zueinem mikroskopischen Verständnis der Wechselwirkungender Polymere mit der mineralischenOberfläche [6, 7].Experimentell werden Peptidaggregate mit einemmit hohem Anteil Glutaminsäure der AsparaginsäureSeitenketten als gut steuerbareTemplate eingesetzt, an denen kontrollierte Mineralisationstattfinden kann (Stichwort: „synthetictissue engineering“). Zur Simulation dieserbiomimetischen Systeme entwickeln wir Modellezur Untersuchung der Wechselwirkung von Peptidenund synthetischen (biomimetischen) Polymerenmit Mineraloberflächen und der Wechselwirkungvon diesen Polymeren mit Ionen (z.B.Kalzium) in Lösung in den frühen Stadien derBiomineralisation. Hier ist ein wichtiges Elementdie Entwicklung von klassischen atomistischenKraftfeldern z.B. die Parametrisierung von Ionenanhand einer Kombination von thermodynamischenGrößen wie Assoziationskonstanten mitReferenzdaten aus DFT-Rechnungen.Die Grenzflächen zwischen harten und weichenMaterialien stellen für Simulationen eine besondereHerausforderung dar, da für das Verhaltenan diesen Grenzflächen sowohl eine akkurateBeschreibung der hohen Wechselwirkungsenergienim Kraftfeld wichtig ist als auch eine Beschreibungdes Entropie-dominierten Verhaltensder organischen Komponente. Durch die hohenWechselwirkungsenergien wird aber das Simulierenvon dem korrekten Konformationsgleichgewichtextrem erschwert, da das System in atomistischenSimulationen in metastabilen Zuständensteckenbleibt. Um diese Samplingprobleme zuüberwinden, setzen wir gezielt vergröberte Mo-20

November 2013delle in Kombination mit anderen Methoden ein,wie z.B. Replica Exchange Simulationen.Bei den obengenannten Projekten ist eine wesentlicheKomponente die systematische Entwicklungvon vergröberten Modellen basierendauf atomistischen Referenzsimulationen. Hierbeschäftigen wir uns mit einer Reihe von methodischenHerausforderungen im Zusammenhangmit thermodynamischen und strukturellenEigenschaften von vergrößerten Simulationsmodellen[8, 9]. Durch den coarse-graining Prozessgibt man naturgemäß mikroskopische strukturelleDetails auf. Gleichzeitig verliert man per Konstruktiondie Fähigkeit, alle Aspekte des höchstaufgelösten Systems gleichermaßen gut zu reproduzieren.Insbesondere ist eine der großen Herausforderungenfür Coarse-Graining Methodendas gleichzeitige Reproduzieren von thermodynamischenund strukturellen Eigenschaften.Wenn man die Anzahl an Freiheitsgraden beimCoarse-Graining reduziert, werden die Modelleautomatisch zunehmend stärker vom thermodynamischenZustandspunkt abhängig, an dem sieparametrisiert wurden. Daher können sie nichtohne weiteres auf andere Systemzustände (Temperatur,Konzentration, chemische Zusammensetzung,etc.) übertragen werden. Insbesonderewenn man vergröberte Modelle für komplexeSysteme wie die oben beschriebenen entwickelt,möchte man diese aber oft anhand weniger komplexerReferenzsysteme parametrisieren, für dieman Simulationen bei höherer Auflösung (z.B.atomistisch) durchführen kann. Deshalb sind Repräsentierbarkeit-und Transferierbarkeitsfragenvon besonders großer Bedeutung bei der Entwicklungvon vergröberten Modellen. Unter anderembefassen wir uns mit Fragen der Konzentrationstransferierbarkeit[10, 11], der korrektenRepräsentation von Grenzflächeneigenschaften[5] sowie Phasenseparation und Phasenübergängen[12].Ein nicht-biologisches Modellsystem, anhanddessen wir grundsätzliche Fragen zur Transferierbarkeitbei Phasenübergang untersucht haben, istein azobenzolhaltiger Flüssigkristall. Hier wurdendie Methoden zur Entwicklung von systematischvergröberten Simulationsmodellen soerweitert, dass sowohl die Struktur der flüssigkristallinenPhase als auch der flüssigkristallinisotropenPhasenübergang korrekt wiedergege-Abbildung 3: Eine Kombination von vergröberter und atomistischer Simulationen kann zum Studium ungeordneterBereiche in Proteinen eingesetzt werden. Hier wurde die Faltung ungeordneter Bereiche in Virusproteinen untersucht[16].21

Information Theoretische Chemieben werden [12]. Mit diesem neu entwickeltenModell, das auch auf vergröberten Ebene einerealistische Beschreibung der intramolekularenFlexibilität erlaubt, konnten neue mechanistischeErkenntnisse über die dynamischen Prozesse insmektischen Systemen gewonnen werden [13].Multiskalensimulationen von ViruskapsidenBei einer andere Gruppe von Projekten befassenwir uns sich nicht so sehr mit materialwissenschaftlich,biomimetisch ausgerichteten Problemen,sondern mit der Simulation von großenProteinsystemen, z.B. mit der Simulation der mechanischenStabilität von Viruskapsiden [15] odermit Faltungsprozessen an Protein/Protein Kontaktflächen[16]. in beiden Fällen werden ebenfallsvergröberten Simulationsmodelle eingesetzt, umdie notwendigen Längen und Zeitskalen zu erreichen.Auch hier spielt das Wechselspiel zwischenatomistischer und vergröberter Auflösung eineentscheidende Rolle. Zum einen kommen bei derParametrisierung atomistische Referenzsimulationenvon einzelnen Proteinen in Lösung zum Einsatz,zum anderen können nach der Simulation aufvergröberter Ebene durch eine geeignete inverseMapping-Prozedur wieder atomistische Strukturenerhalten werden, um zum Beispiel mit experimentellenDaten zu vergleichen.Referenzen[1] Alessandra Villa, Christine Peter, and Nico F A Van DerVegt. Self-assembling dipeptides: conformational samplingin solvent-free coarse-grained simulation. Phys Chem ChemPhys, 11(12):2077–2086, 2009.[2] Alessandra Villa, Nico F A Van Der Vegt, and ChristinePeter. Self-assembling dipeptides: including solvent degrees offreedom in a coarse-grained model. Phys Chem Chem Phys,11(12):2068–2076, 2009.[3] Ozge Engin, Alessandra Villa, Christine Peter, and MehmetSayar. A Challenge for Peptide Coarse Graining: Transferabilityof Fragment-Based Models. Macromol. Theory Simul.,20(7):451–465, June 2011.[4] Olga Bezkorovaynaya, Alexander Lukyanov, Kurt Kremer,and Christine Peter. Multiscale simulation of small peptides:Consistent conformational sampling in atomistic and coarsegrainedmodels. J Comput Chem, 33(9):937–949, February2012.[5] Mara Jochum, Denis Andrienko, Kurt Kremer, and ChristinePeter. Structure-based coarse-graining in liquid slabs. JChem Phys, 137(6):064102, 2012.[6] Chunli Li, Jiawei Shen, Christine Peter, and Nico F A VanDer Vegt. A Chemically Accurate Implicit- Solvent Coarse-Grained Model for Polystyrenesulfonate Solutions. Macromolecules,45(5):2551–2561, March 2012.[7] Jia-Wei Shen, Chunli Li, Nico F A Van Der Vegt, andChristine Peter. Understanding the Control of Mine- ralizationby Polyelectrolyte Additives: Simulation of PreferentialBinding to Calcite Surfaces. J Phys Chem C, 117(13):6904–6913, April 2013.[8] Christine Peter and Kurt Kremer. Multiscale simulation ofsoft matter systems. Faraday Discuss, 144:9–24, 2010.[9] Andrzej J Rzepiela, Martti Louhivuori, Christine Peter,and Siewert J Marrink. Hybrid simulations: combining atomisticand coarse-grained force fields using virtual sites. PhysChem Chem Phys, 13(22):10437–10448, 2011.[10] Alessandra Villa, Christine Peter, and Nico F A Van DerVegt. Transferability of Nonbonded Interaction Potentials forCoarse-Grained Simulations: Benzene in Water. J Chem TheoryComput, 6(8):2434–2444, 2010.[11] Jia-Wei Shen, Chunli Li, Nico F A Van Der Vegt, andChristine Peter. Transferability of Coarse Grained Potentials:Implicit Solvent Models for Hydrated Ions. J Chem TheoryComput, 7(6):1916–1927, 2011.[12] Biswaroop Mukherjee, Luigi Delle Site, Kurt Kremer,and Christine Peter. Derivation of Coarse Grained Models forMultiscale Simulation of Liquid Crystalline Phase Transitions.J Phys Chem B, 116(29):8474– 8484, July 2012.[13] Biswaroop Mukherjee, Christine Peter, and Kurt Kremer.Dual translocation pathways in smectic liquid crystalsfacilitated by molecular flexibility. Phys Rev E, 88(1):010502,July 2013.[14] Marcus Bo¨ ckmann, Dominik Marx, Christine Peter,Luigi Delle Site, Kurt Kremer, and Nikos L Doltsinis.Multiscale modelling of mesoscopic phenomena triggered byquantum events: light-driven azo-materials and beyond. PhysChem Chem Phys, 13(17):7604–7621, May 2011.[15] Christoph Globisch, Venkatramanan Krishnamani, MarkusDeserno, and Christine Peter. Optimization of an ElasticNetwork Augmented Coarse Grained Model to Study CCMVCapsid Deformation. Plos One, 8(4):e60582, April 2013.[16] Tristan Bereau, Christoph Globisch, Markus Deserno,and Christine Peter. Coarse-Grained and Atomistic Simulationsof the Salt-Stable Cowpea Chlorotic Mottle Virus (SS-CCMV) Subunit 26–49: -Barrel Stability of the Hexamer andPentamer Geometries. J Chem Theory Comput, 8(10):3750–3758, October 2012.22

November 2013Bericht über das 49. Symposiumfür Theoretische Chemie22.-26. September 2013, ErlangenOrganisationProf. Dr. Tim ClarkProf. Dr. Bernd MeyerProf. Dr. Dirk ZahnProf. Dr. Andreas GörlingLehrstuhl für Theoretische Chemie / Computer-Chemie-CentrumEgerlandstraße 3D-91058 ErlangenAllgemeinesMotto: „Bridging Scales in Theoretical Chemistry“321 Teilnehmer/innen von Institutionen aus 20Ländern14 eingeladene Vorträge + 25 eingereichte Vorträge227 Poster, 6 Posterpreise (gestiftet durch dieAGTC)Verleihung des Hans G. A. Hellmann-Preises fürTheoretische Chemie an Dr. Jörg Behler, Lehrstuhlfür Theoretische Chemie, Ruhr-UniversitätBochumRahmengprogramm:Stadtführungen in NürnbergKonferenzdinner im Heilig-Geist-Spital, NürnbergSponsoren:PD Dr. Wolfgang HieringerFriedrich-Alexander Universität Erlangen-NürnbergExzellenzcluster „Engineering of Advanced Materials“Graduate School Molecular ScienceSonderforschungsbereich 953 “Synthetic CarbonAllotropes”Taylor & Francis GroupWissenschaftliches ProgrammTag 1 (Sonntag)Traditionell wird das Symposium durch denVortrag eines experimentell arbeitenden Kollegeneröffnet. In diesem Jahr stellte Hans-PeterSteinrück (Physikalische Chemie, Erlangen)seine Arbeiten auf dem Gebiet der Oberflächenchemievor und zeigte an mehreren Beispielenauf, wie die experimentellen Arbeiten vontheoretischer Unterstützung profitieren kön-23

Information Theoretische Chemienen. Konkrete Beispiele waren die Kinetik derSchwefeloxidation an gestuften Platinoberflächenmittels temperaturprogrammierter Desorptionund Röntgenphotoelektronenspektroskopie, diesupramolekulare Strukturbildung von Metalloporphyrinenauf Oberflächen sowie deren Reaktivitätgegenüber kleinen Molekülen, und dieAnwendung traditioneller „Surface Science“-Methoden auf oberflächengebundene ionischeFlüssigkeitsfilme.Im Anschluss daran legte Karsten Reuter (München)dar, dass die theoretische Beschreibungheterogenkatalysierter Prozesse ein komplexesProblem darstellt, das den Einsatz skalenübergreifenderMethoden erfordert, um alle wichtigenAspekte einschließlich der Makro- und Mikrokinetikzu erfassen. Der erste Teil des Vortragsbeschäftigte sich mit der Beschreibung der Mikrokinetikmit Hilfe einer Kombination von Elektronenstruktur(Dichtefunktional)-Rechnungenund kinetischen Monte-Carlo-Simulationen zurLösung der Ratengleichungen, wobei hier dersorgfältigen Fehlerkontrolle eine zentrale Rollezukommt. Der zweite Teil des Vortrags behandeltedie Berechnung des Wärme- und Massentransportsin Reaktoren mittels Fluiddynamiksimulationen.Die Leistungsfähigkeit und Grenzender Methoden wurde jeweils an einigen Beispielenaus der Praxis illustriert.Tag 2 (Montag)Gustavo Scuseria (Houston) stellte in seinemVortrag am Montagmorgen neuartige Ideen zurErfassung statischer („starker“) Elektronenkorrelationin der Quantenchemie mittels ursprünglichsymmetriegebrochener Wellenfunktionen vor,deren Symmetrieeigenschaften durch Projekti-Eine fruchtbare Postersession. Vorne rechts lösen Etablierte unläsbare Probleme. Der nachdenkliche Mann im blauenHemd siniert über Inhalt und Layout und zukünftige Lehrstuhlinhaber (mitte links) diskutieren über Stuttgart. DerRest bleibt unscharf, aber der Abend ist noch jung.24

November 2013Konferenzdinner (ohne Speisen und Getränke): Alle sind in froher Erwartung bei festlichem Ambiente.onstechniken wiederhergestellt werden. Daraufaufbauende Methoden zur effizienten Berücksichtigungverbleibender Korrelationseffekte undzur Beschreibung angeregter Zustände wurdendargelegt. Die Anwendbarkeit für Moleküle undFestkörper wurde diskutiert.Julien Toulouse (Paris) präsentierte in seinemanschließenden Kurzvortrag neuere Konzepte aufdem Gebiet der entfernungsseparierten TDDFT-Methoden, in denen neben dem Austausch- auchder Korrelationsterm in kurz- und langreichweitigeBeiträge unterteilt wird.Andreas Hesselmann (Erlangen) berichteteüber die Eignung aktueller selbstkonsistenter„random phase approximation“ (RPA)-Methodenzur Vorhersage von Responseeigenschaftenvon Molekülen und von intermolekularen Wechselwirkungen.Christian Ochsenfeld (München) sprach überneue Entwicklungen im Bereich der linear undsublinear mit der Systemgröße skalierendenquantenchemischen Methoden, insbesonderevon MP2-Verfahren. Die Effizienzsteigerungenwerden dabei u.a. durch Abschätzung derauftretenden Integrale und Screeningverfahrenerreicht. Die sublinear skalierende Berechnungvon NMR-Verschiebungen ausgewählter Kernewar ein weiteres Thema des Vortrags. Mit Hilfeder dargelegten Methoden und Implementierungenkonnten Moleküle mit derzeit bis zu knappüber zweitausend Atomen auf MP2-Niveau undgängigen Workstation-Architekturen berechnetwerden.Peter Langhoff (San Diego) diskutierte denEinsatz atomarer Paarzustände als Basis für quantenchemischeRechenverfahren.Daniel Boese (Potsdam) analysierte die Eignungverschiedener quantenchemischer Verfahren undNäherungen für die theoretische Vorhersage derEnergetik und der Strukturen von Dimeren und25

Information Theoretische ChemieMolekülkristallen, die vorwiegend über Wasserstoffbrückengebunden sind.Tatyana Shubina (Erlangen) untersuchte dieKoordination kleiner Moleküle an Metalloporphyrinemit DFT-Methoden und CASPT2 sowiedie Kombination von DFT und semiempirischenVerfahren zur Beschreibung von farbstoffsensibilisiertenSolarzellen (DSSCs).Über nichtadiabatische QM/MM- und ab initioMD-Simulationen berichtete Dominik Marx(Bochum) am Beispiel der photoschaltbaren Azobenzole.Neben methodischen Aspekten, diesowohl DFT-basierende Moleküldynamiksimulationenbis hin zu „coarse graining“-Technikenumfassten, wurden auch seit langem offene Fragenzum Mechanismus der Photoisomerisierungvon Azobenzolen behandelt. Die Methodenwurden am Beispiel eines lichtinduzierten Phasenübergangseines azobenzolhaltigen Flüssigkristallsdemonstriert.Stephan Baeurle (Regensburg) demonstrierteden Einsatz eines skalenübergreifenden feldtheoretischenAnsatzes in Kombination mit Moleküldynamik-und Monte Carlo-Techniken zurModellierung von Polymermischungen für Solarzellen.Dimitrios Pantazis (Mülheim/Ruhr) zeigteneue QM/MM-Berechnungen insbesondere zurVorhersage der EPR-Daten verschiedener Modellsystemedes aktiven Zentrums von PhotosystemII, das für die photosynthetische Wasseroxidationverantwortlich ist.Den Beginn eines Themenblocks zur Modellierungvon Solvenseffekten machte Stefan Kast(Dortmund) mit seinem Vortrag über die Simulationvon Lösungsmitteln mit Hilfe der „Theorieder Integralgleichungen“ („integral equationtheory“). Der Beitrag behandelte die statistischeMechanik von Lösungsmitteleffekten und führtemethodisch zu den „embedded cluster RISM“(„reference interaction site model“)-Verfahrenund deren Kombination mit polarisierbarenKraftfeldern hin. Neben zahlreichen erfolgreichenAnwendungsbeispielen wurden auch offeneFragen in der Lösungsmittelsimulation angesprochen.Łukasz Walewski (Bochum) beschrieb den Einsatzvon QM/MM und bosonischen Pfadintegralmethodenzur Beschreibung chemischer Reaktionenin superfluidem Helium.Thomas Kühne (Mainz) sprach über einen neuenfeldtheoretischen Ansatz für das großkanonischePotential und dessen Einsatz in der Moleküldynamikam Beispiel von flüssigem Methanin ungewöhnlichen thermodynamischen Zuständen.Am Abend bot sich den Teilnehmern Gelegenheit,bei leichter Kost und Getränken weiterewissenschaftliche Ergebnisse anhand der Posterzu diskutieren.Tag 3 (Dienstag)Mit einem Vortrag zu theoretischen Aspekten derKatalyse an Oberflächen und Clustern eröffneteNotker Rösch (München/Singapur) den drittenTag des Symposiums. Beginnend mit einer historischenEinführung wurden diverse aktuelleModellsysteme zur Vorhersage der katalytischenEigenschaften von Oberflächen und Clustersystemenvorgestellt. Wichtige Einflussgrößen wiedie Clustergröße oder die gewählte Dichtefunktionalmethodewurden diskutiert. Anhand vongemischten Pd/Au Clustern wurde die Kombinationvon DFT mit Kraftfeldmethoden beschrieben.Weitere Anwendungsbeispiele warenNanoinseln auf Unterlagen sowie die Adsorptionvon Molekülen auf Nanoteilchen.Daniel Escudero (Mülheim/Ruhr) referierteüber diverse Methoden zur Berechnung angeregterZustände in Übergangsmetallkomplexen imHinblick auf deren Anwendung in der Photoche-26

November 2013mie und zur Beschreibung von farbstoffsensibilisiertenSolarzellen.Jan Philipp Götze (Mülheim/Ruhr) stellteverschiedene Methoden zur Berechnungvon Franck-Condon-Faktoren gegenüber undpräsentierte anhand von Flavin-Systemen eineMethode zur Berechnung von Spektren in internenKoordinaten.Axel Gross (Ulm) schilderte den schwierigenWeg zur theoretischen Beschreibung der Elektrokatalyse,bei der im Vergleich zu Standardproblemender UHV-Oberflächenchemie zusätzlicheine oberflächengebundene flüssige Phase sowieElektrodenpotentiale berücksichtigt werdenmüssen. Darüber hinaus wurden auch Simulationenzu oberflächengebundenen Wirt-Gast-Netzwerken mit kombinierten DFT/Kraftfeldmethodensowie zu ionischen Flüssigkeiten aufOberflächen besprochen.Ralph Tonner (Marburg) gab einen Überblicküber Methoden zur Analyse chemischer Bindungenan Oberflächen und präsentierte beispielhaftErgebnisse, die mit Hilfe einer Zerlegung derEnergiebeiträge der Bindung an Oberflächen(„periodic energy decomposition analysis“) erhaltenwurden.Zum Abschluss des Vortragsprogramms am drittenTag gab Wolf Gero Schmidt (Paderborn)einen Einblick in die theoretische Beschreibungder Struktur und der Eigenschaften atomarerNanodrähte. Im Mittelpunkt standen Phasenübergängein In/Si(111)-Drähten und deren Eigenschaftenauf die Leitfähigkeit der Drähte, dieUrsachen der beobachteten Phasenübergänge sowieMöglichkeiten, solche Phasenübergänge gezieltzu induzieren.Am Nachmittag bot sich den Konferenzteilnehmerndie Möglichkeit, an einer Führung durchden historischen Teil von Nürnberg teilzunehmen.Der Tag fand mit einem gemeinsamenAbendessen der Teilnehmer im Heilig-Geist-Spital im Zentrum von Nürnberg seinen Ausklang.Tag 4 (Mittwoch)Der vierte Tag begann mit der feierlichen Vorstellungdes diesjährigen Empfängers des Hellmann-Preises, Jörg Behler (Bochum). Nach einer kurzenEinleitung durch Christian Ochsenfeld zumLeben und Werk des Namenspatrons des Preises,Hans G. A. Hellmann, und der Preisverleihungselbst bot Jörg Behler einen Überblick über seineArbeiten zum Einsatz neuronaler Netzwerke aufverschiedenen aktuellen Gebieten der TheoretischenChemie, die an diesem Tag in besonderemMaße durch die Arbeitsgemeinschaft TheoretischeChemie gewürdigt wurden. Einem ausführlicherenÜberblick über die Person und diegrundlegenden Beiträge des Preisträgers ist eineigenes Kapitel im Anschluss an diesen Tagungsberichtgewidmet.Anschließend wurde das Tagungsprogramm mitdem Vortrag von Ulrike Salzner (Ankara) fortgesetzt,die über den Einsatz von TDDFT zurUntersuchung der elektronischen Struktur undder Eigenschaften leitender organischer Polymeresprach.Wolfgang Hieringer (Erlangen) berichteteüber TDDFT-Methoden zur Berechnung vonRumpfanregungsspektren und deren Anwendungauf oberflächengebundene Übergangsmetallkomplexe.Wim Klopper (Karlsruhe) legte in seinemVortrag dar, dass durch explizit korrelierteZweielektronen-Basisfunktionen die Basissatz-Konvergenz nicht nur in klassischen Wellenfunktionsmethoden,sondern auch in den aktuellvielbeachteten „random phase approximation“(RPA) DFT-Methoden stark verbessert werdenkann. Als Beispiel wurde eine Korrektur der direktenRPA-Korrelationsenergie mit Hilfe ex-27

November 2013Was ich mir von der Theoriewünschte...Femtosekundenspektroskopieund Ultraschnellen LaserkontrolleKontaktProf. Dr. Thomas BaumertExperimentalphysik IIIInstitut für Physik, Universität KasselHeinrich-Plett-Str. 4034132 KasselWeb: www.uni-kassel.de/fb10/institute/physik/forschungsgruppen/femtosekundenspektroskopie/E-Mail: baumert@physik.uni-kassel.deDie Arbeitsgruppe Experimentalphysik III desInstituts für Physik der Universität Kassel forschtunter der Leitung von Prof. Dr. Thomas Baumertauf dem Gebiet der Femtosekundenspektroskopieund Ultraschnellen Laserkontrolle.Die ultraschnelle Kontrolle von photophysikalischenSystemen auf primären molekularenZeitskalen mittels Laserlicht geht über den reinbeobachtenden Ansatz der Spektroskopie mitbandbreitebegrenzten ultraschnellen Laserpulsenhinaus: Ziel ist es, ein photophysikalisches Systemvon einem Anfangszustand zu einem vorbestimmtenEndzustand zu leiten, indem die Laserfelderder Systemdynamik angepasst werden und/ oder aktiv die Potentiallandschaft verändern.Wir führen Experimente zu den Grundlagender Wechselwirkung in Phase, Amplitude undPolarisation geformter Femtosekundenpulse mitunterschiedlichsten Systemen durch: die Spann-Prof. Dr. Thomas BaumertInstitut für Physik, Universität Kasselweite reicht von freien Elektronen, Atomen undMolekülen in der Gasphase über Farbstoffmoleküleund kolloidale Quantenpunkte in Lösungbis hin zu Anregungs- und Abtragsmechanismenin Festkörpern. Bei unseren Untersuchungenstehen physikalisch motivierte Pulsformen imVordergrund, um durch diesen Ansatz ein besseresVerständnis für die dynamischen Wechselwirkungsmechanismenzu finden, die dann alsGrundlage für neue Anwendungsfelder dienenkönnen. Unsere Gruppe fußt in der Physik undhat starke Ausstrahlung in die Chemie und Technikwissenschaften,sowie Berührungspunkte zurBiologie und Medizin.Folgenden Fragestellungen wird in den nächstenJahren verstärkt nachgegangen werden: Inder Molekülphysik interessieren wir uns zur Zeitfür die gekoppelte Elektronen-Kernbewegunginsbesondere in starken Feldern. Als Detektionskanalverwenden wir winkel- und energieaufgelöstePhotoelektronenspektroskopie sowie31

Information Theoretische ChemieMassenspektroskopie. Fragestellung ist, ob mitden Methoden der kohärenten Kontrolle einemolekulare Identifizierung durchgeführt werdenkann oder von der anderen Seite betrachtet, obmit diesen Methoden eine andere Art von Spektroskopiebetrieben werden kann, die jenseitsder Anregungs- Abtastspektroskopie liegt. Hierist die Theorie gefordert. Die Beschreibung derExperimente erfordert eine realistische Modellierungder gekoppelten Elektronen- und Kernbewegungim Molekül, d.h. eine Beschreibungjenseits der Born-Oppenheimer Näherung. Weiterhinmuss die Wechselwirkung mit den externenFeldern berücksichtigt werden. Da diese i.A.von hoher Intensität sind, reicht eine Behandlungder Feld-Materie Wechselwirkung innerhalbeiner Störungsordnung niedriger Ordnungnicht aus. Eine weitere Herausforderung ist dieBeschreibung des Ionisationskontinuums. Beider Berechnung der winkelaufgelösten Photoelektronenspektrenaus Multiphotonenionisationversagen die herkömmlichen Methoden der Reduktionder Dimension. Von Seiten der Theoriemüssten entsprechende Messsignale an räumlichzufällig orientierten Molekülen zunächst reproduziertwerden, um dann für Vorhersagen weiterentwickeltzu werden.In der Materialbearbeitung steht die Frage imVordergrund, ob durch geschickten zeitlichenEnergieeintrag auf der Femtosekundenzeitskalaräumliche Strukturen beeinflusst werden können.In Dielektrika wurden im EinzelschussStrukturgrößen eine Größenordnung unterhalbder Beugungsbegrenzung beobachtet, die sichvoraussichtlich auf Grund von Propagationseffektendrastisch von Strukturen mit bandbreitebegrenztenPulsen unterscheiden. Diese Effektesind bisher weitgehend unverstanden. Hilfevon Seiten der Theorie ist unbedingt erforderlich.Hier ist es nötig, zunächst einfache Modellezu entwickeln. Eine erweiterte theoretischeBehandlung erfordert die rigorose Lösung derMaxwell-Gleichungen unter Berücksichtigungder vielfältigen nichtlinearen Effekte.In dem sich neu abzeichnenden Gebiet der ultraschnellenElektronenbeugung stehen bei unszunächst Fragen zu Phononzerfallskanälen infreistehenden Dünnschichtsystemen im Vordergrund.Auch hier wird in den nächsten Jahren Unterstützungvon Seiten der Theorie unerlässlich sein.Methodisch muss eine akkurate Beschreibungder Schichten mit Methoden der zeitabhängigenStreutheorie kombiniert werden.Wer Genaueres wissen möchte (und sich hoffentlichzu theoretischen Arbeiten stimulieren lassenmöchte), dem sei als Hintergrundinformation zuunseren Arbeiten der folgende Artikel empfohlen:„Ultrafast laser control of electron dynamics inatoms, molecules and solids“M. Wollenhaupt and T. BaumertFaraday Discussions, 2011, 153, 9 - 26.32

November 2013Theoretische Chemie am IWRHeidelbergDen Lehrstuhl für Theoretische und Computerchemieam Interdisziplinären Zentrum für WissenschaftlichesRechnen (IWR) der Ruprecht-Karls Universität Heidelberg gibt es seit April2011, seit der Berufung von Andreas Dreuw aufdie Nachfolge von Prof. Jürgen Warnatz. Dervorherige Forschungsschwerpunkt von Prof.Warnatz war die Simulation von reaktiven Strömungen,Flammenkinetik und Explosionen. DieUmwidmung des Lehrstuhls fand im Zuge derGründung des Centers for Advanced Materialsin Heidelberg statt, mit dem man sich vermehrtder Forschung an funktionalen organischen Materialienim Bereich der Organischen Elektronikverschrieben hatte. Damit ist der FachbereichChemie der Universität Heidelberg der erste inDeutschland, der über zwei Lehrstühle für TheoretischeChemie verfügt, den Lehrstuhl von Prof.Lorenz Cederbaum am Physikalisch-ChemischenInstitut und eben den neu geschaffenen Lehrstuhlam IWR von Prof. Andreas Dreuw. Obwohl derLehrstuhl von Andreas Dreuw administrativ undräumlich am IWR angesiedelt ist, ist die Professurdem Fachbereich Chemie und dort dem Physikalisch-ChemischenInstitut zugeordnet, woauch das Lehrdeputat zu erbringen ist.Das Interdisziplinäre Zentrum fürwissenschaftliches RechnenDas IWR wurde vor 25 Jahren an der UniversitätHeidelberg gegründet und ist bis heute einin seiner Form einzigartiges Forschungszentrumin Deutschland. Seither verfolgt das IWR seineMission mathematische Methoden und computergestützteRechenverfahren für die Naturwissenschaftenzu entwickeln und entsprechende,Prof. Dr. Alexander DreuwIWR, Heidelbergeffiziente Computerprogramme bereit zu stellen.Dies erfolgt am IWR jedoch nicht allein durchdie dort ansässigen Mathematiker und Informatiker,sondern in einem interdisziplinären AnsatzHand in Hand mit den Anwendern. Dies spiegeltsich in der unterschiedlichen Zuordnung deram IWR tätigen Wissenschaftler zu den Fachbereichender Mathematik, Informatik, Physik,Chemie, Biologie, Geowissenschaften und sogarden Sozialwissenschaften wieder, und selbst dieMehrzahl der am IWR beschäftigten Doktorandensind häufig zwei Betreuern aus unterschiedlichenFachbereichen zugeordnet. Ein besondererErfolg des IWR war die erfolgreiche Einwerbungder Heidelberg Graduate School „Mathematicaland Computational Methods for the Sciences“ imRahmen der Exzellenzinitiative, die durch deninterdisziplinären Geist des IWRs getragen wird.Arbeitsgruppe DreuwDer Forschungsschwerpunkt der ArbeitsgruppeDreuw liegt zum einen auf der Entwicklungquantenchemischer Methoden zur Beschreibungelektronisch angeregter Moleküle und zum anderenauf deren Anwendung auf spannende photo-33

Information Theoretische ChemieFigure 1:DNA Photoschäden werden in Photolyasen durch Absorption eines Photons durch ein Antennenpigmentinitiiert, , welches Energietransfer sowie einen gekoppelten Elektronen- und Protonenübertrag auf den DNA Schadenermöglicht. Mit Hilfe von Elektron und Proton wird zuletzt der DNA Photoschaden repariert.chemische und photobiologische Fragestellungen.Im Bereich der Methodenentwicklung liegt derSchwerpunkt auf dem Algebraischen Konstruktionsverfahren(ADC) zur direkten Berechnungvon Anregungsenergien (ω-ADC), Ionisierungspotentialen(IP-ADC) und Elektronenaffinitäten(EA-ADC). Diese Verfahren bieten neben einemeleganten Zugang zu den entsprechenden vertikalenAnregungs- und Ionisierungsspektren aucheine effiziente Möglichkeit Eigenschaften des jeweiligen,angeregten elektronischen bzw. ionisiertenZustands zu berechnen. Das mittelfristigeZiel im Bereich dieser Entwicklungsarbeit ist dieBereitstellung eines effizienten Computerprogramms,das eine umfassende Beschreibung vonPhotochemie und Ionisierungsprozessen erlaubt.Derzeit werden die Entwicklungen der Arbeitsgruppein eine Entwicklungsversion des QuantenchemieprogrammsQ-Chem implementiert,KontaktProf. Dr. Andreas DreuwInterdiszipläres Zentrum für WissenschaftlichesRechnen Institut für Physikalische ChemieRuprecht-Karls Universität HeidelbergIm Neuenheimer Feld 36869120 HeidelbergWeb: www.iwr.uni-heidelberg.de/groups/compchemE-Mail: dreuw@uni-heidelberg.dein der nahen Zukunft wird aber ein alleinstehendesADC- Programm bereit gestellt werden,welches zur Ausführung allein die Daten einervorherigen Hartree-Fock Rechnung bedarf, undsomit recht einfach an jedes Quantenchemiepro-34

November 2013gramm angekoppelt werden kann.Ein weiterer theoretischer Schwerpunkt in derArbeitsgruppe dreht sich um die ZeitabhängigeDichtefunktionaltheorie, deren fundamentalenVerständnis sowie der Entwicklung pragmatischerAustauschkorrelationsfunktionale zur Verbesserungder Beschreibung von Ladungstransferzuständen.In diesem Zusammenhang wirdein Korrekturpotential entwickelt, welches unabhängigvom gewählten Funktional und universellanwendbar die Beschreibung von Ladungstransferzuständenermöglicht.Im Rahmen der Anwendungen theoretischerVerfahren auf herausfordernde photochemischeund photobiologische Fragestellung werden inder Arbeitsgruppe vielfältige Themen bearbeitet.In Zusammenarbeit mit der NachwuchsgruppeFaraji wurde zuletzt erfolgreich der Reparaturmechanismusvon DNA Photoschäden durchPhotolyasen studiert und ein eleganter Reparaturmechanismusidentifiziert. Hierzu wurden sowohlRechnungen an ausgewählten molekularenModellen in der Gasphase durchgeführt als auchmoderne gekoppelte klassisch/quantenmechanischeVerfahren verwendet.Ultra-schnelle photochemische Prozesse in Photoschalternund photolabilen Schutzgruppenspielen ebenfalls eine wichtige Rolle im Anwendungsspektrumder Arbeitsgruppe Dreuw, wobeiim Vordergrund immer das grundlegende Verständnisder ablaufenden Prozesse und die Identifikationdes Mechanismus der Photoprozessestehen. Als repräsentative Beispiele seien hierzwei Projekte genannt: (1) die mechanistischeUntersuchung der Freisetzung von sogenanntenKäfigverbindungen, die mit der spezifischenelektronischen Anregung einer photolabilenSchutzgruppe, meist Nitrobenzol, beginnt undmit deren Abspaltung endet, und (2) die Untersuchungvon intermolekularen Zerfallsprozessenin großen molekularen Systemen im Rahmender DFG Forschergruppe “Intermolecular andInteratomic Coulombic Decay (ICD)” (FOR1789). Im Rahmen dieser Forschergruppe ist eszuletzt gelungen den ersten (ICD) Prozess in einembiologischen System zu identifizieren.Mit dem Wechsel der Arbeitsgruppe Dreuw andas Interdisziplinäre Zentrum für wissenschaftlichesRechnen der Universität Heidelberg istauch die Organische Elektronik in den Fokusdes Interesses gerückt. In Zusammenarbeit mitHeidelberger synthetischen (Prof. Bunz, Prof.Hashmi, Prof. Gade) und physikalischen Chemikern(Prof. Motzkus, Prof. Tegeder) steht dieEntwicklung neuer Materialien zur Verwendungin organischen elektronischen Bauteilen im Vordergrund.In enger Kooperation mit den synthetischenGruppen werden auf dem Computer neueMoleküle mit gezielten Eigenschaften entworfenund anschließend synthetisiert und spektroskopischcharakterisiert. Hier stehen vor allem Ladungstransfer-und Energietransfereigenschaftender organischen Materialien im Vordergrund,welche eine theoretische Multiskalenbeschreibungbeginnend mit hochgenauen Rechnungenauf kurzen Zeit- und Längenskalen bis hin zu einerModellierung der Transferprozesse auf mesoskopischenZeiten- und Längenskalen bedürfen.Zusammenfassend kann man die theoretischeForschung in der Arbeitsgruppe Dreuw folgendermaßenbeschreiben: Es werden Methodenzur zuverlässigen Beschreibung großer molekularerSysteme entwickelt, die die Behandlung photochemischer,photobiobiologischer und materialwissenschaftlicherFragestellungen erlauben.35

Information Theoretische ChemieFigure 2: Schematische Darstellung der Pump-Probe Spektroskopie. Ein erster Lichtpuls initiiert einen photochemischenProzess, der dann durch einen zweiten Impuls zu verschiedenen Verzögerungszeiten (t1, t2, ...) in Echtzeitbeobachtet wird.Nachwuchsgruppe FarajiDie Nachwuchsgruppe von Dr. Shirin Farajiexistiert seit 2012 und wird durch das Elite-PostdoktorandenProgramm der Baden-WürttembergStiftung finanziert. Es ist das erklärte Zielvon Frau Faraji im Rahmen dieser Qualifikationsstelledie Habilitation im Fach TheoretischeChemie durchzuführen.Der thematische Fokus der NachwuchsgruppeFaraji liegt auf Quantendynamiksimulationenmittelgroßer Moleküle mit bis zu 50 Atomenin der kondensierten Phase. Diese werdenzur Interpretation von moderner zeitaufgelösterSpektroskopie benötigt, da solche Simulationendie Beobachtung von chemischen Prozessen inEchtzeit auf quantenmechanischem Niveau erlaubt.Bis heute sind diese aber nur in sehr begrenztemUmfang möglich. Um eine detaillier-Dr. Sharin FarajiIWR, Heidelbergtes Verständnis der Dynamik und einen direktenVergleich mit dem Experiment zu ermöglichen,sollen moderne zeitabhängige (nichtlineare undmultidimensionale) Spektroskopien simuliertwerden. Die dafür erforderliche Verzögerungszeiten(t1, t2, ...) werden in Echtzeit beobachtet.Erweiterung der methodischen Ansätze umfasstinsbesondere das Konzept der effektiven Modenim Rahmen eines System-Bad-Ansatzes und die36

November 2013KontaktDr. Shirin FarajiInterdiszipläres Zentrum für WissenschaftlichesRechnen Institut für Physikalische ChemieRuprecht-Karls Universität HeidelbergIm Neuenheimer Feld 36869120 HeidelbergWeb: www.iwr.uni-heidelberg.de/groups/theospecE-Mail: shirin.faraji@uni-heidelberg.desehr vielversprechende ML-MCTDH (Multi Layer-Multiconfigurationaltime-dependent Hartree)Methode.Neben diesen quantendynamischen Arbeiten wirdin der Arbeitsgruppe Faraji auch die Funktionsweiseder (6-4)-Photolyase bei der Reparatur vonDNA Photoschäden mittels kombiniert quantenmechanischen/klassischen(QM/MM) Methodenerforscht. Zusammen mit der ArbeitsgruppeDreuw konnten die wichtigsten Reparaturmechanismenfür die verschiedene auftretenden Photoschädenidentifiziert werden, welche bereits ingerade erschienen Publikationen veröffentlichtwurden. Die Arbeitsgruppe Faraji arbeitet eng mitder experimentellen Spektroskopiegruppe vonProf. Motzkus am Physikalisch-Chemischen Institutzusammen und ist dort an verschiedenstenAnwendungsprojekten beteiligt, die sowohl eineumfassende quantenchemische wie auch quantendynamischeBeschreibung benötigen.37

Information Theoretische ChemieMitgliederversammlungder ArbeitsgemeinschaftTheoretische Chemiebeim 49. Symposiumfür Theoretische Chemie in ErlangenBeginn: 24.09.2013 17:40Ende: 24.09.2013 18:00Sitzungsleitung: Prof. Dr. Christian Ochsenfeld(Universität München LMU)Tagesordnung1) Tagesordnung2) Protokoll MGV 20123) Wahlen zur Hellmann-Jury4) Bericht des Vorstands5) Kassenbericht 20126) Wahl des Kassenprüfers für 20137) STC 20148) VerschiedenesTOP 1 TagesordnungDie vorgeschlagene Tagesordnung wurde ohneEinwände angenommen.TOP 2 Protokoll MGV 2012Das Protokoll der letzten Mitgliederversammlungder AGTC anlässlich des 48. Symposiumsfür Theoretische Chemie in Karlsruhe wurdeim Info TC 2012/11 veröffentlicht. Es sind keineAnmerkungen eingegangen. Das Protokoll wirdohne Gegenstimme genehmigt.TOP 3 Wahlen zur Hellmann-JuryDerzeitige Jury-Mitglieder:P. Blaha, A. Dreuw, M. Kaupp, H.P. Lüthi, F.Neese, P. Saalfrank, R. de Vivie-Riedle.Auf Anfrage wird bestätigt, dass Prof. Blaha österreichischesund Prof. Luethi schweizerischesMitglied der aktuellen Helllmann- Jury ist.Für die Hellmann-Jury steht turnusgemäß eineNeuwahl eines Teils der Mitglieder an. DieAmtszeiten von Herrn Dreuw, Frau de Vivie-Riedle und Herrn Saalfrank enden dieses Jahr.Die Amtszeiten der Herren Blaha, Kaupp, Luethi,Neese laufen erst 2015 aus.Es werden folgende Wahlvorschläge gemacht:Dreuw, Hättig, Kirchner, Neugebauer, Saalfrank,de Vivie-Riedle.In geheimer Wahl bestimmt die Mitgliederversammlungdie folgenden KollegenA. Dreuw (Universität Heidelberg)P. Saalfrank (Universität Potsdam)J. Neugebauer (Universität Münster)als Mitglieder der Hellmann-Jury. Diese nehmendie Wahl an und werden der Jury bis 2017 angehören.TOP 4 Bericht des Vorstands1. Der neue VorstandDer jetzige Vorstand besteht aus den Mitgliedern38

November 2013Frenking, Grimme, Klopper, Marian, Marx,Ochsenfeld (Vorsitzender), Paulus, Thiel und istseit Juli 2013 im Amt.Die Vorstandsmitglieder bedanken sich für dieWahl und beim ehemaligen Vorstand, insbesonderebei Jürgen Gauss für sein Engagement alsehemaliger Vorsitzender der AGTC.2. MitgliederstandEnde 2012 hatte die AGTC 215 Mitglieder; derMitgliederbestand ist damit unverändert.3. Hellmann PreisEs wird mitgeteilt, dass gem. einstimmigem Beschlussdes AGTC-Vorstands die Vortragssprachefür den Hellmann-Vortrag sowohl deutsch oderenglisch sein kann.Die Mitglieder der AGTC werden aufgefordert,auch für das nächste Jahr Vorschläge zu unterbreiten.Nominierungen sind bis zum Stichtag 15.03.2014an den AGTC Vorsitzenden zu richten. 4. JahresrückblickeDie Jahresrückblicke 2013 in den Nachrichtender Chemie werden von Herrn Joachim Friedrich(Chemnitz), Herrn Andreas Heßelmann(Erlangen) und Frau Carmen Herrmann (Hamburg)verfasst.5. INFO-TCSeit April 2013 hat die Theoretische ChemieWürzburg (Mitric, Engel und Engels). die Aufgabeübernommen, drei Ausgaben zu editieren.Die Mitglieder der AGTC werden ermutigt, Beiträgewie z.B. die Vorstellung einzelner Arbeitsgruppenoder zu sonstigen interessanten Themeneinzureichen.6. Bericht:Die STC 2014 wird von Leticia Gonzalez (50.Symposium) 14. – 18. September 2014 ausgerichtetwerden.Die STC 2015 wird von Peter Saalfrank, die STC2016 von Dominik Marx organisiert werden.TOP 5 Bericht des Kassenprüfers 2012Nach Vorstellung des Kassenberichtes für dasJahr 2012 durch Herrn Mark wird dieser von derKassenstand der AGTCKonto AGTC : 2011 34610,89 €2012 36982,89 €AGTC Konto am 31.12.2012: 36982,89 €Einnahmen aus Mitgliedsbeiträgen: 2795,00 €Posterpreise: 300,00 €Hellmann-FondsGesamtvermögen des Hellmann-Fonds am 31.12.2012: 54747,17 €Zinserträge: 1980,85 €Einnahmen aus Spenden: 1200,00 €Hellmannpreis: 1300,00 €39

Information Theoretische ChemieMitgliederversammlung entgegengenommen undder Vorstand entlastet. Herrn Mark wird der Dankdes Vorstands und der AGTC ausgesprochen.Beide Konten AGTC und Hellmann-Fonds habensich positiv entwickelt.Der Mitgliedsbeitrag konnte von 5 Mitgliedernnicht eingefordert werden.Zum ersten Mal wurden auf der STC 2012 Posterpreisezu insgesamt 300 Euro vergeben. Dieserfolgte ebenso auf der STC 2013 und soll beibehaltenwerden.Das Guthaben ist angestiegen, die Ausgaben gleichgeblieben (bis auf einen Buchungsfehler 2010, dernachträglich berücksichtigt wurde).Die Spendeneinnahmen sind variabel. Die Zinserträgesind aufgrund der Wirtschaftskrise gering,aber das Geld wurde dennoch gut angelegt.TOP 7 STC 2014Die STC 2014 wird vom 14. bis 18. September2014 von Leticia Gonzalez (Universität Wien) organisiert.TOP 8 VerschiedenesEs wird auf die WATOC 2014 in Chile hingewiesen.Gleichzeitig berichtet der Vorsitzende von der erfreulichenVerleihung der Schrödinger - Medaillean Stefan Grimme (Universität Bonn) und der Dirac- Medaille an Filipp Furche (UC Irvine).Erlangen, den 24. 09.2013Prof. Dr. Christian OchsenfeldEs gab 2012 drei Zustiftungen.TOP 6 Wahl des Kassenprüfers 2013Der Vorsitzende schlägt vor, Herrn Mark auch für2013 als Kassenprüfer zu benennen. Die Zustimmungerfolgt per Akklamation.40

November 2013TagungenZusammengestellt vonProf. Dr. Klaus HelfrichFachgebiet Theoret. Chemie-QuantenchemieFakultät II Mathematik und NaturwissenschaftenTechnische Universität BerlinStraße des 17. Juni 13510623 BerlinSekr. C 7Web: helfrichtub.de/helfrichhome.htmE-Mail: Helfrich_TUB@t-online.de201418. 2. – 21. 2. in Mariapfarr, AArbeitstagung Theoretische Chemietagung-theoretische-chemie.uni-graz.at/de/1.6. – 5. 6. in Nordwijkerhout, NL10th Conference on Chemical Structures and10. German Conference on Chemoinformatics10. 3. – 11. 3. 2014 in PaderbornChemiedozententagungwww.gdch.de/veranstaltungen/tagungen/tagungen-2014/cdt-2014.html24. - 28. März 2014 in MainzDPG Frühjahrstagung des Fachverbands Teilchenphysik31. März - 4. April 2014 in DresdenDPG Frühjahrstagung der Sektion KondensierteMaterie (SKM), u. a. Chemische Physik29. 5. – 31. 5. in HamburgBunsentagung20. 7. -25. 7. in Telluride, Colorado /USAAmerican Conference on Theoretical Chemistryhttp://events.hellotrade.com/conferences/american-conference-on-theoretical-chemistry/DPG-Tagungen 201417. - 21.3. 2014 in FrankfurtDPG Frühjahrstagung der Fachverbände Physikder Hadronen und Kerne, Didaktik der Physik14. 9. – 18. 9. in Wien50. Symposium für Theoretische Chemiestc2014.univie.ac.at17. - 21.3. 2014 in BerlinDPG-Jahrestagung und Frühjahrstagung derSektion AMOP (u. a. Atomphysik und Molekülphysik)5.10. – 10.10 in Santiago, ChileWorld Association of Theoretical and ComputationalChemists: WATOC 2014www.watoc2014.com41

Information Theoretische ChemieDPG-Tagungen 201502. - 06.3.2015 in Bochum2015Hinweise auf weitere Tagungskalender:Arbeitsgemeinschaft Theoretische Chemie,Symposien, TagungenDPG-Frühjahrstagung der Fachverbände Plasmaphysikund Kurzzeitphysik09. - 13.3.2015 in WuppertalDPG-Frühjahrstagung des Fachverbands Teilchenphysik15. - 20.3.2015 in Berlin79. DPG-Jahrestagung und Frühjahrstagung derSektion Kondensierte Materie (u.a. ChemischePhysik)23. – 27. 3.2015 in HeidelbergDPG-Frühjahrstagung der Fachverbände Atomphysik,Massenspektrometrie, Molekülphysik,Physik der Hadronen und Kerne, Quantenoptikund Photonikwww.theochem.de/agtc.home.htmlCecam Workshopswww.cecam.org/workshops.htmlDeutsche Physikalische Gesellschaft, Tagungenwww.dpg-physik.de/veranstaltungen/tagungen/kalender.htmlCONFMENU von Prof. Young S. Kimwww.ysfine.comGesellschaft Deutscher Chemiker, Tagungenwww.gdch.de/veranstaltungen/tagungen.htmlBunsen-Gesellschaft, Versammlungen undVeranstaltungenwww.bunsen.deKonferenzdienst Mandlwww.conference-service.com8.6. – 13. 6. 2015 in Beijing, China15th International Congress of Quantum Chemistrywww.icqc2015.org30. 8. – 2. 9. 2015 in DresdenGDCh-Wissenschaftsforum42

November 2013Klatsch und TratschEhrungenProf. Dr. Stefan Grimme (Bonn) wurde zumMitglied der Academy of Quantum MolecularScience (IAQMS) gewählt, wurde in das Kuratoriumder Angewandten Chemie berufen underhielt die Schrödinger Medaille.Prof. Rodney J. Bartlett (Florida) hat denHumboldt-Forschungspreis verliehen bekommenund wird von 2014 bis 2015 für längere ZeitGast bei Herr Prof. Thiel am MPI für Kohlenforschungsein.Prof. Dr. Frank Neese (MPI für chemischeEnergiekonversion, Mühlheim) wurde in die LeopoldinaNationale Akademie der Wissenschaftengewählt.Prof. Dr. Filipp Furche (Irvine) erhielt die DiracMadaille von der World Association of Theoreticaland Computational Chemists verliehen.Prof. Dr. Walther Thiel (MPI für Kohlenforschung,Mühlheim) und Prof. Dr. Hans-JoachimWerner (Stuttgart) erhalten vom EuropäischenForschungsrat einen ERC-Grant in derFörderlinie „Advanced Grants“.43

Information Theoretische ChemieKlatsch und TratschBerufungGeburtstagPD Dr. Andreas Köhn wurde auf die W3 Professurim Institut für Theoretische Chemie derUniversität Stuttgart (vorgezogene NachfolgeProf. Werner) berufen.Prof. Clemens Roothaan (ehemaliger Direktordes Computation Center, University of Chicago)beging im August 2013 seinen 95. GeburtstagVerstorbenIsaiah Shavitt (Emeritus an der Ohio StateUniversity), ein Pionier der ComputationalChemistry, verstarb am 8.Dezember 2012 im87. Lebensjahr44

November 2013Information Theoretische ChemieAusgabe November 2013ImpressumTeam Theorie WürzburgProf. Dr. Bernd Engels, Prof. Dr. Volker Engel,Prof. Dr. Roland MitricJulius-Maximilians Universität WürzburgAm Hubland, 97074 WürzburgDie Editoren danken Matthias Wohlgemuth dafür, dass er dieganze Arbeit gemacht hat!November 201345