¿Cuál es la diferencia entre física experimental y teórica?

Los experimentadores realizan experimentos para probar las teorías de los teóricos. A veces, los experimentadores realizan experimentos que prueban sus propias teorías también. La física teórica es la derivación de las teorías de cómo funciona el mundo y la física experimental es la realización de los experimentos para probar cómo funciona el mundo.

También existe la física computacional, que generalmente se mezcla con la física teórica, pero en realidad es un poco diferente. Después de tener una teoría, uno puede tener una ecuación muy complicada que predice la forma en que funciona el mundo. Sin embargo, alguien debe ser capaz de descubrir cómo realizar el cálculo para obtener valores reales que la ecuación predice. La física computacional podría considerarse un análisis numérico aplicado específicamente a la física.

Tuve un profesor de física en la universidad que era físico expiremental. Hizo un comentario sobre físicos teóricos. En sus palabras, dijo que los físicos teóricos podrían derivar un modelo de lo que sucedería solo con las matemáticas. Sin pruebas, solo matemáticas en una pizarra. Les dijo accesorios, pero no puedo hacer eso. Tenía que probar las cosas con las manos.

La física experimental implica mucho diseño de instrumentos y experimentos que pueden probar los límites de los modelos matemáticos existentes de un sistema.

La física teórica desarrolla modelos matemáticos que explican los hechos experimentales sobre un sistema.

El físico experimental acude al jefe de su departamento y le pide diez millones de dólares para construir un nuevo instrumento experimental. El jefe del departamento dice: “¿Por qué siempre necesitas tanto dinero? ¿Por qué no puedes simplemente usar papel y lápiz, borradores y computadoras como los físicos teóricos? ¿O solo lápiz, papel y gomas de borrar, como los matemáticos? ¿O solo papel y lápiz, como los filósofos?

Experimental es usar las matemáticas desarrolladas por los teóricos para demostrar o refutar en última instancia si una teoría es correcta o no. Los físicos usan las matemáticas basadas en conceptos ya conocidos para llevar la teoría más lejos, a veces más profundamente, y luego los experimentadores tienen que ponerse al día, como una cadena de materia que es teórica y sería tan pequeña que si un átomo estuviera a treinta mil millones de años luz la cadena solo sería del tamaño de un árbol. Para poner esto en perspectiva, si un átomo era del tamaño de una pelota de baloncesto, el resultado de la pelota de baloncesto solo tendría unos pocos miles de millas de ancho y los átomos son el dominio del experimento hoy en día, pero ir tan lejos como los teóricos en este momento es aumentar nuestra medición precisión millones de veces.