Kristian Sommer Thygesen

Kristian Sommer Thygesen, 42 år, dr.techn. og professor i fysik, Danmarks Tekniske Universitet

Det er ikke altid nemt at forklare, hvad en teoretisk fysiker går og roder med. Især ikke når vi er nede i småtterierne. Professor Kristian Sommer Thygesen er en af dem, der arbejder helt nede i de små nanometer.

Flæk et hår en million gange, så har du en ide om, hvor småt det er. Når du zoomer så langt ind, opfører tingene sig anderledes, end du er vant til. For i det små dominerer kvantemekaniske effekter, som selv fysikere finder spøjse. Det betyder, at måden, som atomerne i materialet opfører sig på, er svær at forudsige.  Men lærer du spillereglerne, kan du alligevel navigere rundt, som Kristian Sommer Thygesen har lært at gøre det.

"Det er vildt fascinerende, at man skal bruge en super mystisk kvanteteori, som vi kun er få, der forstår, for at kunne forklare dagligdagsfænomener, såsom hvorfor glas er gennemsigtigt, og jern er magnetisk."

Kristian Sommer Thygesen er forskningsleder på Danmarks Tekniske Universitet og arbejder med at finde nye todimensionale materialer.

"Jeg ser mig som en arkitekt, men i stedet for at bruge mursten, bygger jeg materialer op med atomer."  

Mere præcist beregner han sig frem til nye bud på materialer. Det gør han med viden om kvantefysikken og universitetets supercomputer, der indeholder tusindvis af internt forbundne regnekerner. På den måde kan han regne på materialernes forskellige egenskaber og dermed få et vigtigt praj om, hvor egnede de vil være til forskellige formål. For eksempel arbejder hans forskningsgruppe på at udvikle materialer, der kan opfange sollys langt mere effektivt end grundstoffet silicium, der i dag benyttes i solceller. Men kan man bare sådan finde på nye materialer?

Finder opskriften på nye materialer

Alle de ting, du ser omkring dig, kalder fysikere for materialer. De kan være simple eller komplekse, men de har alle det til fælles, at de er opbygget af atomer. Det vil sige det mindst mulige stykke fra et af de godt 100 grundstoffer, vi har. Vi kender allerede til mange typer af materialer, såsom glas, metal og plastik. Men i 2004 lykkedes det to russiske forskere at identificere grafen, som hurtig blev kaldt et vidundermateriale. Det skyldes blandt andet, at det er 1.000 gange stærkere end stål. Det fik de Nobelprisen for, og siden har EU brugt milliarder af forskningskroner i håb om at gøre materialet anvendeligt i industrien.

Grafen var unik ved at være det første todimensionale materiale, altså på tykkelse med et atom. Det introducerede dermed en ny type af materialer.

Først efter 2010 fandt man flere materialer, og for nylig har Kristian Sommer Thygesens forskningsgruppe så for alvor sat gang i udviklingen og beregnet sig frem til cirka 500 stabile materialer med forskellige egenskaber. Det kan være styrke, fleksibilitet, gennemsigtighed og meget andet, der gør dem interessante som optiske, elektriske og magnetiske komponenter og vedvarende energi.

Har skabt en encyklopædi over 2D-materialer

I begyndelsen udførte forskergruppen selv beregningerne, men de har sideløbende programmeret en computer til automatisk at designe nye materialer og kategorisere dem i en database. Det har givet forskerne  en førerposition på området og frigivet tid til at studere de mest interessante opdagelser og finde ud af, om de rent faktisk kan bruges til noget. Den udvikling er et paradigmeskift, forklarer han.

"Før eksperimenterede fysikere og kemikere ud fra trial and error og fandt måske noget efter års forsøg i laboratoriet. Nu kan vi, fordi vi i dag har så kraftige computere, regne os frem til, hvordan et materiale skal designes for at opnå bestemte egenskaber. Vi kan regne på hundredvis af materialer på en uge."

Databaseprojektet lykkedes blandt andet, fordi Kristian Sommer Thygesen og forskerkollegerne formåede at omsætte viden om kvantefysik, og hvordan elektroner opfører sig i materialer, til brugbare computerkoder. 

Lavede sine egne computerspil  

Lysten og evnen til at programmere fik Kristian Sommer Thygesen tilbage i teenageårene i Herning. Dengang lærte han sig selv at programmere computerspil på sin Amiga.

"Jeg brugte meget tid foran computeren og lavede en ret fed version af Snake," siger han med en vis stolthed. For nylig købte han igen en Amiga af ren nostalgi, mens hans børn på 6, 10 og 13 år mest ryster på hovedet over lyden og grafikken i forhold til deres computere.

“Jeg har nok lidt for travlt med at løfte pegefingeren og sige, at de ikke skal sidde for længe med deres iPad, men i stedet lave noget mere sundt og få noget frisk luft. Ofte glemmer jeg, hvor meget tid jeg selv brugte ved computeren, og hvor stor gavn jeg har haft af det sidenhen.”

Dog er det ikke sådan, at han i stedet for lærer sine børn en masse om fysik.

"Jeg har forsøgt at forklare dem lidt, men indtil videre har de ikke virket super interesserede," griner han.

"Hvis jeg forklarer noget anderledes end deres lærer i skolen, har jeg tabt kampen, for det er jo ikke sådan, læreren har sagt det. Så er det fuldstændig lige meget, at jeg er professor." Han smiler og trækker på skulderen. Han har stor respekt for lærernes arbejde, og det var da også hans matematiklærer på Herning Gymnasium, der for alvor motiverede ham selv til at gå i den naturvidenskabelige retning.  

"Min lærer kom lige fra Aarhus Universitet og var bare skidegod og en stor rollemodel. Han gav os fornemmelsen af, at matematik var fedt," husker han.

Når man er eliteforsker, er der ikke meget tid til andet end familien, hustruen Mona Thygesen og deres tre børn. Men nu og da, når der er en særlig begivenhed, mødes han med sine seks gamle studiekammerater fra Danmarks Tekniske Universitet for at brygge øl.

"Vi går alle op i at gøre det videnskabeligt. For eksempel hvordan gæringsprocessen foregår ved forskellige temperaturer, hvad der giver smagen på molekylært niveau og andet nørdet."

Måske finder de gamle kammerater tid til at brygge en EliteForsk-bryg til at fejre prisoverrækkelsen. Det er trods alt et flydende materiale, der har bragt stor glæde.

Fødested og nuværende bopælskommune

Født i Aarhus i 1976. Bor i dag i Vanløse ved København.