¿Qué problemas abiertos en matemáticas tienen un significado particular para los problemas en física?

Clasificación de colectores lisos.

Algunos ejemplos –

  • En la Relatividad general de Einstein, el espacio-tiempo se modela como una variedad 4-d (pseudo-) riemanniana. La clasificación de los colectores lisos 4-d es probablemente uno de los problemas más interesantes en geometría y tiene una gran importancia en la física. Para los más curiosos, la conjetura de Poincaré generalizada se establece para todas las dimensiones, excepto 4.
  • La clasificación de las variedades de Calabi-Yau dará una idea de la posible cadena de vacío, lo que se traduce en cuántos ‘universos’ posibles tenemos en la teoría de cuerdas.
  • Al agregar más estructuras en múltiples lisos, el problema se vuelve un poco más fácil (probablemente) y es increíblemente importante desde el punto de vista físico, por ejemplo, ¿podemos clasificar todas las posibles soluciones de agujeros negros en la dimensión d.

No soy un experto, pero la existencia y la brecha de masa de Yang-Mills es probablemente un buen ejemplo de lo que estás buscando.