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Mit Berechnungen und Computersimulationen das Wissen über die Natur der Moleküle erweitern: Daran arbeitet Tomislav Begušić, neuer Professor für Theoretische Chemie.
Chemikerinnen und Chemiker stellt man sich meistens als Menschen vor, die mit weißen Kitteln und Schutzbrillen im Labor experimentieren. Es gibt in der Chemie aber auch Forschende, die sich der Theorie widmen und am Computer arbeiten: Sie nutzen mathematische Modelle und Simulationen, um die Eigenschaften und die Reaktivität von Molekülen zu beschreiben und vorherzusagen.
Die theoretische Chemie ist in vielen Bereichen sehr hilfreich – unter anderem bei der Entwicklung von innovativen Materialien für die Elektronik oder die Katalyse. Oder wenn es um die Wirkungsweise sowie die Optimierung von Medikamenten geht. In der Grundlagenforschung sorgt sie dafür, dass immer mehr Wissen über die Natur von chemischen Bindungen und Reaktionen entsteht.
Von Pasadena nach Würzburg
Grundlagenforschung betreibt auch Dr. Tomislav Begušić, der zum 1. September 2025 als Professor für Theoretische Chemie an die Universität Würzburg gekommen ist. Davor war er vier Jahre Postdoc am California Institute of Technology in Pasadena (USA).
„Mein Fach hat in den vergangenen Jahrzehnten viele wichtige Erkenntnisse über Atom- und Molekülstrukturen geliefert“, sagt der neue Professor. Es habe stark dazu beigetragen zu verstehen, warum in der Chemie manche Dinge funktionieren und manche nicht.
Der 31-Jährige hat außerdem festgestellt, dass die Theorie immer tiefer in industrielle Anwendungen vordringt. Auch Unternehmen setzen offensichtlich verstärkt auf theoretische Vorhersagen statt auf die aufwändigere experimentellen Vorgehensweise mit Versuch und Irrtum.
Die Quantendynamik im Blick
Das Spezialgebiet von Tomislav Begušić sind die Wechselwirkungen zwischen Molekülen und Licht. Sein Forschungsschwerpunkt liegt auf der Quantenmechanik und der Quantendynamik der Elektronen und Atomkerne.
„Was meine experimentell arbeitenden Kolleginnen und Kollegen messen, wenn sie Laserpulse auf eine Probe richten und die dabei entstehenden Lichtspektren analysieren, erzählt uns viel über die Materialien und die Prozesse, die darin ablaufen“, erklärt er. Doch für die Analysen brauche es oft auch Input aus der Theorie. Dazu kommt, dass sich der Zustand von Molekülen mit Licht nicht nur beobachten, sondern auch verändern lässt. Hier sei es zum Beispiel eine interessante Frage, ob sich der Ablauf chemischer Reaktionen durch Licht beschleunigen lässt.
Bei seiner Arbeit verfolgt der Professor unter anderem das Ziel, neue Berechnungsmethoden zu entwickeln, welche die Simulation komplexer Prozesse in Molekülen ermöglichen. Um das zu erreichen, nutzt er auch Fortschritte aus anderen Gebieten, zum Beispiel neueste Erkenntnisse aus dem Quantencomputing, der Data Science oder dem Maschinellen Lernen.
Werdegang des Professors
Tomislav Begušić, Jahrgang 1994, ist in Split in Kroatien aufgewachsen. Sein Chemiestudium schloss er 2015 mit dem Bachelor an der Universität Zagreb ab. Für den Master wechselte er an die Ecole Polytechnique Fédérale in Lausanne in die Schweiz. Dort absolvierte er 2021 auch seine Dissertation und ging im Anschluss in die USA.
Mit seiner Familie ist er nun nach Würzburg gezogen. Die Fakultät für Chemie und Pharmazie scheint genau der richtige Ort für ihn zu sein: „Ich kannte die Arbeiten vieler Würzburger Kollegen, und als ich die Anforderungen an die Stelle hier gelesen hatte, war mir klar: Die Universität Würzburg ist für mich der ‚place to be‘.“
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