Respuesta corta: sí, generalmente en una de tres categorías:
- Teoría de los “sistemas prácticos” (hablando en términos generales)
- Ciencia de los materiales / estado sólido / materia condensada
- Biofísica (plegamiento de proteínas, etc.)
- Dinámica galáctica y otros procesos astrofísicos.
- Teoría formal: comprenda mejor las matemáticas detrás de nuestras teorías existentes y cómo hacer mejor los cálculos “difíciles”
- Algo de física nuclear
- Teoría de cuerdas / gravedad cuántica
- Otra física matemática (por ejemplo, aplicar las herramientas anteriores, lo mejor que podamos, a los sistemas cotidianos)
- Fenomenología: saber qué buscar cuando buscamos cosas que “no se ven bien” según el modelo estándar:
- Experimentos en la tierra (LHC, pero también otras cosas)
- Simulaciones cosmológicas
Respuesta larga:
En primer lugar, no todos los físicos teóricos trabajan en física de alta energía / relatividad general / etc. Muchos trabajan en materia condensada / estado sólido / etc. campos de tipo, y ese trabajo es igualmente teórico e igualmente (si no más) importante. Quizás no sea tan llamativo, pero la mayoría de las investigaciones no lo son. Probablemente sea menos probable que obtenga un documental, pero es más probable que obtenga un artículo de ciencia pop (n preciso) en este campo. Esto incluso descuida el trabajo interesante en Stat Mech fundacional. (Por cierto, lo mismo ocurre con los teóricos de la astrofísica: hay mucho que entender sobre las galaxias).
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En segundo lugar, incluso si está trabajando en alta energía / GR / etc. (el tipo de cosas que forman la “física teórica” en la mente popular), existen dos subtensiones de teoría que puede elegir investigar. La primera se llama más o menos “teoría formal”. Aquí es donde la investigación de la teoría de cuerdas, (la mayoría) de la gravedad cuántica, etc. es el límite entre las matemáticas y la física. Estos están impulsando en gran medida nuestra comprensión de las herramientas teóricas que tenemos y desarrollando nuevas herramientas según sea necesario. (Dos áreas clave específicas de la teoría formal de interés significativo son los QFT no perturbativos, incluidos ciertos detalles de la teoría nuclear y la teoría de la información cuántica, un área de gran interés ya que la computación cuántica puede ser en el futuro previsible).
La segunda subvariedad de la investigación se conoce como fenomenología / construcción de modelos. Estas son las personas que intentan inventar nuevos modelos para física desconocida. La supersimetría es un ejemplo, agregar nuevos bosones de Higgs es otro. Hay una variedad de cosas interesantes para estudiar aquí, que incluyen:
- Física de los neutrinos: estos experimentos son realmente geniales porque (A) sabemos que hay algo allí y (B) sabemos que está relativamente cerca. Esta es probablemente la frontera experimental más cercana; aunque podría decirse que es el “más aburrido” si encontramos resultados relativamente aburridos, también existe la posibilidad de que descubramos algo muy nuevo (dependiendo de si los neutrinos son partículas de Dirac o Majorana). Estos experimentos incluyen tanto la desintegración beta doble sin neutrinos como la detección directa de neutrinos (en busca de nuevas variedades de neutrinos).
- La “anomalía del reactor” es un ejemplo de un resultado experimental en espera de explicación, ya sea por la nueva física del reactor o la nueva física de neutrinos (afirmaría pesimista probablemente la primera).
- Otra física de eventos raros: detecciones de materia oscura, descomposición de protones … (cosas que no suceden con frecuencia, pero que pueden suceder ocasionalmente, estudiando con qué frecuencia ocurren estas cosas en varios modelos)
- Física del colisionador: el LHC sigue funcionando y buscando cosas, y hay una propuesta para un colisionador de próxima generación en China en proceso. Estudiar la destrucción de cosas bajo una suplementación particular del SM con unos pocos campos nuevos sigue siendo una frontera viable, incluso antes de entrar en lo esencial que hacen los experimentadores. Tomar un modelo e identificar qué buscar se aplicaría aquí (debería saberlo; actualmente estoy haciendo esa investigación).
- Una subcategoría: física del jet. Mire las cosas que los experimentadores consideran “desordenadas” (porque hay un montón de procesos de fuerza fuertes involucrados) y pregunte: ¿hay algo que podamos hacer aquí?
- Física nuclear en general: todavía hay mucho por hacer aquí en términos de mejorar nuestra comprensión, algunas de las cuales rozan el lado de la “teoría formal” de las cosas.
- Modelos astronómicos: estudio de la evolución del universo bajo varias versiones alternativas del Modelo Estándar de Física de Partículas. (Este es un gran campo de gran interés, ya que la mayoría de los grandes problemas en esta área de la física están astronómicamente motivados).
- Cálculos de precisión: tome parámetros que conocemos bien y verifíquelos con mayor precisión desde el punto de vista teórico. Una frontera tan importante como la física del colisionador, si menos se menciona.
Dejando a un lado la gravedad cuántica y los problemas de ajuste, hay una serie de problemas que este trabajo de fenomenología intenta explicar:
- Masas de neutrinos (como se mencionó)
- Materia oscura
- Bariogénesis
- Energía oscura (¿tal vez? Esto también podría ser más un problema formal / QG)
Entonces, sí, los teóricos tienen mucho que hacer (aunque es cierto que en algunas áreas, como la física de neutrinos, los avances experimentales son más importantes que los teóricos en este momento, aunque en algunas áreas los “avances de financiación” son más importantes que cualquiera …)
