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La Commissione ha premiato il Prof. Dovesi per i suoi studi finalizzati alla realizzazione di strumenti formali e computazionali per lo studio quantomeccanico dei solidi cristallini.

L’Accademia Nazionale dei Lincei ha attribuito il Premio Internazionale “Prof. Luigi Tartufari” per l’anno 2020, destinato alla Fisica-Chimica, al Prof. Roberto Dovesi del Dipartimento di Chimica dell’Università di Torino, in ex aequo con il Prof. Pasquale Calabrese, docente di fisica statistica alla SISSA, la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste.

La Commissione ha ritenuto il Prof. Dovesi pienamente meritevole dell’assegnazione del Premio “Luigi Tartufari” per i suoi studi finalizzati alla realizzazione di strumenti formali e computazionali per lo studio quantomeccanico dei solidi cristallini.

Il lavoro pluridecennale del Prof. Dovesi ha portato alla messa a punto di un raffinato e complesso programma di calcolo, CRYSTAL, che risolve l’equazione di Schrödinger a diversi gradi di sofisticazione per polimeri, superfici, strati, interfacce e cristalli veri e propri oltre che, ovviamente, per le molecole.

In CRYSTAL gli orbitali cristallini sono combinazioni lineari di orbitali atomici di tipo Gaussiano centrati sull’atomo. Grazie a questa peculiarità, unica nel campo dei programmi di calcolo periodico e all’uso della simmetria cristallina, CRYSTAL può simulare le proprietà di sistemi di dimensioni estremamente grandi, come le strutture fullereniche giganti, le impalcature molecolari metallorganiche (MOF) o le proteine.

CRYSTAL non solo predice la struttura di minima energia di un sistema, ma anche il suo spettro vibrazionale infrarosso e Raman e, di conseguenza, le proprietà termodinamiche (inclusa l’energia libera di Gibbs). Può inoltre predire molte altre proprietà dei sistemi estesi, quali le densità di carica e di spin, i tensori elastici, dielettrici e piezoelettrici, i potenziali elettrostatici e i campi elettrici, fino alle densità di momento e al contatto di Fermi. Per le sue peculiarità di robustezza numerica, velocità di esecuzione e trasportabilità su diverse architetture hardware, continua a mantenere una solida posizione nel panorama internazionale dei programmi di calcolo quantistico.

CRYSTAL è distribuito alla comunità scientifica in versioni successive (la prima nel 1988) di generalità e prestazioni crescenti ed è attualmente utilizzato in centinaia di laboratori di ricerca nel mondo. Il suo sviluppo è il risultato dello sforzo continuativo di molti decenni di studio e di ricerca a cui si è dedicato il gruppo di Chimica Teorica dell’Università di Torino sotto la guida del Prof. Dovesi. Ha saputo far crescere ricercatori dell’Ateneo torinese ma anche attirare e motivare molti chimici teorici di fama internazionale a collaborare a questo progetto. La diffusione del programma CRYSTAL (e il suo potenziamento con l’acquisizione di nuovi contributi) è stata possibile anche attraverso Scuole internazionali dedicate organizzate dal 2000 ad oggi. Le Scuole CRYSTAL sono considerate un momento essenziale di formazione e scambio scientifico per la comunità internazionale di ricercatori che si dedicano allo studio della chimica fisica dello stato solido.

Oltre alla ricerca di soluzioni per la messa a punto di strumenti formali e computazionali, il Prof. Dovesi si è dedicato a diverse importanti applicazioni di CRYSTAL nel campo della chimica delle superfici, della catalisi, in geofisica, scienze dei materiali, chimica dello stato solido, delle proprietà ottiche, vibrazionali e termodinamiche dei sistemi cristallini perfetti e difettivi, nanotubi e soluzioni solide.