¿Cuáles son las materias que debes aprender para ser un físico experto?

Aquí hay una lista:

1. Matemáticas y métodos matemáticos de la física: cálculo, tensores, topología, álgebra lineal, ecuaciones diferenciales, etc.
2. Mecanica clasica
3. Electromagnetismo Clásico
4. Mecánica Cuántica y QFT
5. Mecánica estadística
6. Física de la Materia Condensada
7. Relatividad Especial y General
8. Partículas fisicas
9. Física Atómica y Nuclear
10. Cosmología
11. Óptica (clásica y cuántica)
12. Dinámica no lineal y caos

¡Hacer física es mucho trabajo duro después de todo! Sin embargo, la mayoría de los físicos hoy en día conocen casi todos los campos anteriores, pero son expertos en solo unos pocos. Se dice que Enrico Fermi es el último gran físico (de la talla de Newton) que fue un experto y realizó contribuciones a todos los campos de la física.

Si estás tratando de adivinar qué temas no necesitas aprender, olvídalo. O nunca dejas de aprender o no eres un físico.

“Experto” es una palabra cargada. Feynman tenía fama de haber dicho: “La ciencia es la creencia en la ignorancia de los expertos”. No quiso decir que los expertos sean estúpidos, solo que ser un experto no significa que hayas dejado atrás toda tu ignorancia.

Cada físico tiene algunos campos que él encuentra especialmente fascinantes, por lo que con el paso de los años se convierten en “expertos” en esos campos; pero si tiene el tipo de curiosidad ecléctica que hace que un físico sea verdadero, siempre encontrará placer en comprender las ideas esenciales de cualquier otro campo de la física, la ciencia o cualquier otra rama del esfuerzo humano (¡o no humano!). Mire a Feynman para obtener un buen ejemplo: se enseñó a sí mismo sueños lúcidos, tambores de bongo y cómo discernir los olores de un perro, todo mientras mantiene su experiencia en física de partículas elementales.

Comenzando en el nivel de pregrado junior, enseñamos a nuestros estudiantes:

La mecánica clásica (utilizando lagrangianos y hamiltonianos), la mecánica cuántica, la mecánica estadística y la electricidad y el magnetismo (que deberían incluir ondas electromagnéticas y, si tiene suerte, radiación electromagnética) como un conjunto central de temas de física. Por lo general, requerimos un curso más especializado en un subcampo (que podría ser un laboratorio o teórico) y al menos un curso de laboratorio intermedio o avanzado.

Los primeros dos años del grado se gastan en matemáticas, mecánica básica, electricidad básica y magnetismo, métodos matemáticos para físicos y ondas.

A nivel de posgrado, enseñamos:

Mecánica clásica a un nivel más avanzado, electrodinámica clásica (que definitivamente tiene radiación electromagnética y relatividad especial), mecánica estadística (clásica y cuántica, incluidas las transiciones de fase), mecánica cuántica (un año) y métodos matemáticos más avanzados. Básicamente, los mismos temas pero a un nivel más sofisticado.

Luego está la teoría del campo cuántico, la teoría de muchos cuerpos o fluidos cuánticos, la relatividad general y la física del estado sólido.

También debe tener un curso de mecánica continua y dinámica de fluidos, pero muchos no. Esas personas tienen poca educación.

Luego (o durante), te haces aprendiz de profesor y trabajas en un proyecto de investigación original. En ese momento, debe escribir, aproximadamente, tres documentos originales en colaboración con su asesor y otros. Esto es cuando comienzas a especializarte en un campo y subcampo específico. En algún momento, sabrá más que nadie en el mundo sobre algún tema en particular.

Entonces has hecho el trabajo de un Ph.D. Esto es como ser un cinturón negro en un arte marcial: te das cuenta de que realmente solo has pasado los últimos 8–9 años de tu vida preparándote para aprender. Continúas aprendiz durante otros 3-5 años para diferentes personas. Parte del objetivo es exponerse a una variedad de estilos de trabajo.

En esa etapa, eres aproximadamente equivalente a que alguien obtenga su primer trabajo como profesor asistente.

Una vez que comienzas a enseñar, llenas los numerosos vacíos en tu educación que no sabías que tenías y lentamente aprendes todo lo que puedes. El objetivo es aprender todo , aunque solo podemos alcanzar este objetivo de forma asintótica. Aprendes impartiendo cursos y leyendo y sentándote en los cursos de especialidad de tu colega.

Cuanto más sabes, más te das cuenta de lo poco que sabes.