¿Cuál es la viabilidad de pasar de una carrera de pregrado exitosa en matemáticas puras con cierta especialización en física (pero lejos de una gran y poca experiencia experimental) a un programa de doctorado en física teórica competitiva?

No sé qué tan tradicionales son los diferentes departamentos en relación con las admisiones, pero tengo la impresión de que hoy en día, especialmente al tratar con las mejores universidades, son de mente abierta y buscan estudiantes entusiastas e inteligentes. Si quieres hacer teoría, entonces ser matemático probablemente no te haga daño. En realidad soy ingeniero y ahora estoy lidiando con algo de teoría. Lo único que me frena es que desearía tener más matemáticas, como álgebra abstracta, etc.

No espero que tengas dificultades con los cursos de física de nivel de posgrado que no has tomado en pregrado (aunque no fui a la escuela de posgrado de física, he visto material de física de nivel de posgrado). Si los departamentos lo verían de la misma manera no es algo que pueda responder con seguridad, pero simplemente me conectaría con algunos profesores y hablaría con ellos a partir de ahora, esa es honestamente su mejor opción. Conéctese con los profesionales y explique sus intereses y solicite asesoramiento / recomendaciones. Mi mejor conjetura es que probablemente encontrarás un departamento que encaja perfectamente y que será admitido en él.