2 Initiatoren

Prof. Dr. Michael Dolg
Institut für Theoretische Chemie,
Universität zu Köln, Greinstraße 4, 50939 Köln
Tel (0221) 470-6893, Fax (0221) 470-6896,
e-mail m.dolg@uni-koeln.de

Prof. Dr. Hubert Ebert
Ludwig-Maximilians-Universität München,
Institut für Physikalische Chemie, Butenandtstraße 5-13, 81377 München
Tel (089) 2180-7583, Fax (089) 2180-7584,
e-mail Hubert.Ebert@cup.uni-muenchen.de

Priv.-Doz. Dr. Eberhard Engel
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt,
Institut für Theoretische Physik, Robert-Mayer-Straße 8-10, 60054 Frankfurt/Main
Tel (069) 7982-3308, Fax (069) 7982-8354,
e-mail engel@th.physik.uni-frankfurt.de

Prof. Dr. Jürgen Gauss
Universität Mainz,
Institut für Physikalische Chemie, Jakob-Welder-Weg 11, 55099 Mainz
Tel (06131) 392-3736, Fax (06131) 392-3768
e-mail gauss@uni-mainz.de

Prof. Dr. Eberhard K. U. Gross
Freie Universität Berlin,
Institut für Theoretische Physik, Arnimallee 14, 14195 Berlin
Tel (030) 838-54784, Fax (030) 838-55258
e-mail hardy@physik.fu-berlin.de

Prof. Dr. Bernd Artur Heß
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn,
Institut für Theoretische Chemie, Wegelerstraße 12, 53115 Bonn
Tel (0228) 73-2351, Fax (0228) 73-9064
e-mail Bernd.Hess@uni-bonn.de

Prof. Dr. Hans-Joachim Werner
Universität Stuttgart,
Institut für Theoretische Chemie, Pfaffenwaldring 55, 70569 Stuttgart
Tel (0711) 685-4401, Fax (0711/ 685-4442)
e-mail werner@theochem.uni-stuttgart.de

3 Zusammenfassung des wissenschaftlichen Programms

Eine detailierte Kenntnis der elektronischen Struktur von Atomen, Molekülen, Clustern und Festkörpern ist Grundlage jeden Verständnisses der Materie. Die Fähigkeit diese Struktur ohne Zuhilfenahme empirischer Daten (ab initio) zu berechnen und aus ihr ableitbare chemische und physikalische Eigenschaften der betrachteten Systeme vorauszusagen eröffnet vielfaltige Möglichkeiten experimentelle Daten zu ergänzen oder zu erklären, sowie chemische und physikalische Prozesse gezielt zu steuern. Die heutigen modernen quantenchemischen Methoden ermöglichen teilweise quantitative Untersuchungen an Systemen beachtlicher Größe und Komplexität. Die auf diesem Gebiet erzielten Erfolge schlugen sich u.a. in der Verleihung des Nobelpreises für Chemie im Jahre 1998 an den Quantenchemiker John A. Pople und den Theoretischen Physiker Walter Kohn nieder. Die Namen der geehrten Forscher stehen einerseits für die traditionelle, mit Wellenfunktionen arbeitende Quantenchemie sowie andererseits die in der Festkörperphysik entwickelte und heute auch in der Computational Chemistry sehr erfolgreich eingesetzte Dichtefunktionaltheorie. Die Auszeichnung dieser beiden Forschungsrichtungen kann jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, daß es bei der Mehrelektronentheorie und ihrer effektiven Anwendung auf chemisch-physikalische Fragestellungen eine Vielzahl noch nicht zufriedenstellend gelöster prinzipieller und technischer Probleme gibt. Beispiele sind die i.a. ungünstige Skalierung des Rechenaufwandes von Wellenfunktionsverfahren mit der Systemgröße oder die Konstruktion zuverlassigerer Dichtefunktionale. Hier setzt der. geplante Schwerpunkt an. Er umfaßt die Gebiete der Theoretischen Chemie (Quantenchemie), der Theoretischen Physik (Atom-, Molekül- und Festkörperphysik) sowie der Angewandten Mathematik. Das zentrale Thema ist die Entwicklung leistungsfähigerer Methoden für Elektronenstrukturberechnungen. Eine enge interdisziplinare Zusammenarbeit von bisher weitgehend getrennten Forschungsrichtungen bzw. -gruppen und die Untersuchung der sich da durch ergebenden innovativen Ansätze soll bewirken, daß die Theorien noch mehr als bisher eine wirkungsvolle Erganzung zum Experiment bietet. Fortschritte sind insbesondere durch Synergieeffekte aus weitgehend gemeinsamen methodischen Entwicklungen in den klassischen Wellenfunktionsverfahren und der hierzu alternativen Dichtefunktionaltheorie zu erwarten. Gleichzeitig sollen die noch vorhandenen Schwächen bereits bestehender, von ihrem Grundkonzept her erfolgversprechender Verfahren untersucht und durch gezielte Verbesserungen behoben werden. Der Ab-initio-Charakter der im Schwerpunkt vorangetriebenen Methoden sollte unverkennbar sein, da er unabdingbare Voraussetzung für deren systematische Verbesserung und universelle Anwendbarkeit ist. Verläßliche und effiziente theoretische Verfahren für Mehrelektronensysteme, die in Standardprogrammpaketen teilweise auch fachfremden Anwendern leicht zugänglich gemacht werden, haben außer in der Chemie und Physik auch in der Bioforschung und der Materialforschung ein großes Potential.

4 An einer Teilnahme interessierte Wissenschaftler

Die aufgefuhrten AK-Leiter haben ihr Interesse am geplanten Schwerpunktprogramm bekundet und beabsichtigen eine aktive Teilnahme.