Física teórica
La física teórica constituye la rama de la física que elabora teorías y modelos usando el lenguaje matemático con el fin de explicar y comprender fenómenos físicos, aportando las herramientas necesarias no solo para el análisis sino para la predicción del comportamiento de los sistemas físicos. El objetivo de la física teórica es comprender el universo elaborando unos modelos matemáticos y conceptuales de la realidad que se utiliza para racionalizar, explicar y predecir los fenómenos de la naturaleza, planteando una teoría física de la realidad.
Aunque trabajos anteriores pueden considerarse parte de esta disciplina, la física teórica cobra especial fuerza desde la formulación de la mecánica analítica (Joseph-Louis de Lagrange, William Rowan Hamilton) y adquiere una relevancia de primera línea a partir de las revoluciones cuántica y relativista de principios del siglo XX (por ejemplo la bomba atómica fue una predicción de la física teórica).
Método de la física
Todas las ciencias de la naturaleza poseen una característica común: son ciencias experimentales, es decir, los conocimientos acumulados han sido obtenidos mediante la experimentación sistemática. Este procedimiento se denomina método científico experimental o también método empírico-descriptivo.
No obstante, la física teórica crea y usa la matemática adecuada para predecir fenómenos que aún no han sido observados experimentalmente así como otros que nos permiten conocer el universo en formas no accesibles experimentalmente, en base a principios bien demostrados experimentalmente. Pero la demostración final de todo conocimiento en física es experimental y hasta que no se demuestra de esta forma las predicciones de la teoría no se puede estar seguro de la validez de una teoría o modelo. Un ejemplo está en los aceleradores de partículas en los que se busca en muchas ocasiones partículas previstas por el modelo de la física de partículas y frecuentemente se encuentran otras no previstas inicialmente y que hacen cambiar el modelo. Asimismo, las predicciones de la física teórica han indicado a menudo la existencia de partículas no descubiertas y han proporcionado las técnicas adecuadas para su búsqueda experimental, siendo encontradas de forma posterior a su predicción teórica.
Algunos físicos teóricos eminentes
Entre otros muchos los siguientes son algunos de los físicos teóricos más célebres y relevantes:
- Christian Huygens (1629-1695)
- Isaac Newton (1643-1727)
- Leonhard Euler (1707-1783)
- Joseph Louis Lagrange (1736-1813)
- Pierre-Simon Laplace (1749-1827)
- Joseph Fourier (1768-1830
- Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1842)
- William Rowan Hamilton (1805-1865)
- Rudolf Clausius (1822-1888)
- James Clerk Maxwell (1831-1879)
- J. Willard Gibbs (1839-1903)
- Hendrik A. Lorentz (1853-1928)
- Nikola Tesla (1856-1943)
- Max Planck (1858-1947)
- Albert Einstein (1879-1955)
- Emmy Noether (1882-1935)
- Niels Bohr (1885-1962)
- Werner Heisenberg (1901-1976)
- Max Born (1882-1970)
- Erwin Schrödinger (1887-1961)
- Louis de Broglie (1892-1987)
- Satyendra Nath Bose (1894-1974)
- Wolfgang Pauli (1900-1958)
- Enrico Fermi (1901-1954)
- Paul Dirac (1902-1984)
- Eugene Wigner (1902-1995)
- Robert Oppenheimer (1904-1967)
- Sin-Itiro Tomonaga (1906-1979)
- Hideki Yukawa (1907-1981)
- Lev Landáu (1908-1967)
- Julian Schwinger (1918-1994)
- Richard Feynman (1918-1988)
- Chen Ning Yang (1922- )
- Abdus Salam (1926-1996)
- Freeman Dyson (1923- )
- Murray Gell-Mann (1929- )
- Peter Higgs (1929- )
- Edsger Dijkstra (1930 - 2002)
- George Sudarshan (1931- )
- Sheldon Glashow (1932- )
- Steven Weinberg (1933- )
- Stephen Hawking (1942- )
- Michio Kaku (1947- )
- Jacob Bekenstein (1947-)
- Edward Witten (1951- )
Teorías centrales
Las teorías dominantes (a veces conocido como teorías central) son el cuerpo de conocimiento de ambos puntos de vista fáctico y científico, y que poseen una calidad científica habitual de pruebas de repetibilidad, y coherencia con los parámetros bien establecidos de la ciencia y la experimentación. No existen teorías dominantes que son generalmente aceptadas, sino teorías que se basan únicamente en sus efectos explicar una amplia variedad de datos, aunque la composición de la detección, y la explicación, son aún posibles temas de debate.
Ejemplos
- Campo (física)
- Computación cuántica
- Conservación de la energía
- Cosmología física
- Cromodinámica cuántica
- Dinámica
- Electrodinámica cuántica
- Electroquímica cuántica
- Energía oscura
- Física de la materia condensada
- Física del estado sólido o Física de la materia condensada y la estructura electrónica de los materiales
- Física de partículas
- Fluidodinámica
- Materia oscura
- Mecánica clásica
- Mecánica cuántica
- Mecánica de sólidos deformables
- Mecánica estadística
- Modelo estándar de física de partículas
- Modelado molecular
- Modelo electrodébil
- Relatividad general
- Teoría cuántica de campos
- Teoría de campo de gauge
- Teoría de la relatividad especial
- Termodinámica
- Termodinámica de los agujeros negros
- Óptica cuántica
Teorías propuestas
Las teorías propuestas de la física son relativamente nuevas teorías que se ocupan del estudio de la física, que incluyen los enfoques científicos, medios para determinar la validez de los modelos y los nuevos tipos de razonamiento utilizados para llegar a la teoría. Sin embargo, algunas teorías propuestas son las teorías que han existido durante décadas y han eludido a los métodos de descubrimiento y de la prueba. Teorías propuestas pueden incluir las teorías marginales en el proceso de establecerse (y, a veces, ganando una mayor aceptación). Las teorías propuestas por lo general no han sido probados
Ejemplos
Experimentos mentales frente a experimentos reales
Los experimentos "mentales" son situaciones imaginarias, que plantean un interrogante del tipo "Supongamos que estás en estas situación, asumiendo que esto es cierto, ¿qué cabría esperar a continuación?".
Los experimentos mentales han sido una herramienta usada para investigar cuestiones que no era posible someter a experimento real inmediatamente. Algunos ejemplos famosos de experimentos mentales notables de la física han sido el gato de Schrödinger, la paradoja EPR, la paradoja de los gemelos, etc. Muchos de estos experimentos mentales han llevado a experimentos físicos de verificación reales que han permitido examinar ciertas asunciones teóricas. La paradoja EPR por ejemplo condujo a las desigualdades de Bell, que a su vez fueron comprobadas con diferentes grados de rigor, lo cual a su vez condujo a la aceptación de ciertos principios de la mecánica cuántica, previamente muy debatidos, así como a la aceptación general del indeterminismo cuántico como hipótesis de trabajo principal.