Physicien théoricien

[invitefc7d7ed3]

Le champ des activités est extrêmement vaste, même si on ne s'intéresse qu'aux théoriciens.

• Certains inventent/étudient des théories de physique des particules qui pourraient aider à résoudre des problèmes du modèle standard. Le post de Gwyddon dans le forum "publications" donne un exemple où il décrit ce qu'on peut attendre expérimentalement d'une certaine théorie.
  
• Certains essaient de comprendre comment on pourrait réconcilier mécanique quantique et relativité générale. Les gens qui font de la théorie des cordes en sont un exemple.
  
• Certains s'intéressent aux propriétés de la matière condensée : comment modéliser les supraconducteurs ? Comment décrire les gaz quantiques étranges que l'on peut obtenir aux très basses températures ?
  
• Certains s'intéressent à l'extraction de propriétés générales de théories connues mais très compliquées. Par exemple t'Hooft, prix Nobel cité plus haut, a été primé pour avoir montré qu'une classe de théories était "renormalisable", ce qui veut dire qu'on peut les utiliser pour faire des prédictions crédibles (ce théorème concerne notamment le Modèle Standard, donc c'est pas peu important !)
  
• Certains essaient de résoudre des cas particuliers de théories très compliquées, en faisant des calculs ou des simulations. Par exemple, on sait maintenant calculer la masse des mésons (particules composées d'un quark et d'un antiquark) à partir de la théorie, en faisant d'énormes calculs sur ordinateur.
  
• Certains s'occupent de la théorie de l'univers primordial : qu'est-ce qui se passe juste après le big bang qui explique que l'univers est tel qu'on le voit aujourd'hui ?
  
• Certains essaient de modéliser le comportement de l'univers "récent" : évolution des étoiles, des galaxies etc.
  
• ...

En gros, d'un point de vue pratique, l'activité d'un théoricien comporte une grosse partie de simulation sur ordinateur, et une partie plus ou moins importante de mathématiques, au sens de calculs "à la main" ou de démonstrations, selon les cas. Par exemple, je suis actuellement dans un labo théorique où une majorité de gens passe le plus clair de leur temps à programmer/utiliser des simulations de physique en lien avec le LHC, mais je connais des gens qui passent beaucoup plus de temps avec "un papier et un crayon".

Une part importante de l'activité de certains consiste aussi en l'interaction avec les expérimentateurs, l'information allant dans les deux sens : de manière grossière, les expérimentateurs peuvent fournir des résultats que les théoriciens utilisent pour guider leurs recherche et les théoriciens peuvent fournir des information sur le type d'analyses nécessaire à effectuer pour tester tel ou tel modèle. Évidemment, certains autres ont beaucoup moins d'interaction avec l'expérience. Les cordistes par exemple ont rarement des prédictions qui sont actuellement testables, et la théorie est tellement compliquée qu'il est difficile d'en extraire des résultats.
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[invite868286e5]

Le champ des activités est extrêmement vaste, même si on ne s'intéresse qu'aux théoriciens.

• Certains inventent/étudient des théories de physique des particules qui pourraient aider à résoudre des problèmes du modèle standard. Le post de Gwyddon dans le forum "publications" donne un exemple où il décrit ce qu'on peut attendre expérimentalement d'une certaine théorie.
  
• Certains essaient de comprendre comment on pourrait réconcilier mécanique quantique et relativité générale. Les gens qui font de la théorie des cordes en sont un exemple.
  
• Certains s'intéressent aux propriétés de la matière condensée : comment modéliser les supraconducteurs ? Comment décrire les gaz quantiques étranges que l'on peut obtenir aux très basses températures ?
  
• Certains s'intéressent à l'extraction de propriétés générales de théories connues mais très compliquées. Par exemple t'Hooft, prix Nobel cité plus haut, a été primé pour avoir montré qu'une classe de théories était "renormalisable", ce qui veut dire qu'on peut les utiliser pour faire des prédictions crédibles (ce théorème concerne notamment le Modèle Standard, donc c'est pas peu important !)
  
• Certains essaient de résoudre des cas particuliers de théories très compliquées, en faisant des calculs ou des simulations. Par exemple, on sait maintenant calculer la masse des mésons (particules composées d'un quark et d'un antiquark) à partir de la théorie, en faisant d'énormes calculs sur ordinateur.
  
• Certains s'occupent de la théorie de l'univers primordial : qu'est-ce qui se passe juste après le big bang qui explique que l'univers est tel qu'on le voit aujourd'hui ?
  
• Certains essaient de modéliser le comportement de l'univers "récent" : évolution des étoiles, des galaxies etc.
  
• ...

En gros, d'un point de vue pratique, l'activité d'un théoricien comporte une grosse partie de simulation sur ordinateur, et une partie plus ou moins importante de mathématiques, au sens de calculs "à la main" ou de démonstrations, selon les cas. Par exemple, je suis actuellement dans un labo théorique où une majorité de gens passe le plus clair de leur temps à programmer/utiliser des simulations de physique en lien avec le LHC, mais je connais des gens qui passent beaucoup plus de temps avec "un papier et un crayon".

Une part importante de l'activité de certains consiste aussi en l'interaction avec les expérimentateurs, l'information allant dans les deux sens : de manière grossière, les expérimentateurs peuvent fournir des résultats que les théoriciens utilisent pour guider leurs recherche et les théoriciens peuvent fournir des information sur le type d'analyses nécessaire à effectuer pour tester tel ou tel modèle. Évidemment, certains autres ont beaucoup moins d'interaction avec l'expérience. Les cordistes par exemple ont rarement des prédictions qui sont actuellement testables, et la théorie est tellement compliquée qu'il est difficile d'en extraire des résultats.

Merci Et c'est comme en informatique, le gros big boss du centre de recherche à un projet financé et recrute une équipe ou c'est aussi possible d'avoir une super idée et de la développer?

[invite76543456789]

Je peux apporter mon temoignage aussi sur comment ca se passe dans mon labo (physique mathématique).
Nous n'utilisons quasiment pas l'outil informatique (enfin pas de manière directe, on s'en sert pour trouver des articles, pour mailer, et pour faire du TEX bien sur).
Le boulot consiste essentiellement à lire des articles, à aller discuter avec les gens pour expliciter telle ou telle idée, ou presenter telle ou telle idée, puis l'autre grosse part du travail consiste à... être seul devant sa feuille, on essaie de mener a bien un calcul, de prouver un résultat.
Y a vraiment ces deux composantes je trouve (malgré ma maigre expérience) d'un coté, apprendre ce qui se fait, et les principales techniques en jeu (le meilleur moyen pour cela est d'aller discuter avec les gens, c'est beaucoup plus rapide que lire un article qui peut faire des dizaines de pages), et ensuite essayer de résoudre un probleme precis, qui s'inscrit dans une perspective plus generale (fixée par mon directeur de thèse pour ma part, mais generalement qui s'inscrit dans un programme de recherche).
C'est vraiment, je trouve, une manière tres agreable de travailler.

[invite490b7332]

Un physicien interessé uniquement par les maths en dehors de toute connection avec les résultats experimentaux cela s' est déjà vu dans l'.histoire de la physique en la personne de Dirac. Un cas unique a ma connaissance lié à sa personalité autistique. Diirac ne cherchait pas à coller à la réalité mais plutot faire de la belle mathématique..
Mais ce que Dirac appelait beau est juste une écriture symétrique des équations
Braquets <a,b>
Commutateur [a,b]
de la relativité
Perso j ai du mal à accrocher aux maths à la sauce Dirac...

[invitefc7d7ed3]

Je pense que Dirac se résume à un peu plus que ça, mais ce n'est pas le sujet...
Mais à la lecture des posts de kloopt, j'ai plus eu l'impression qu'il exprimait sa volonté de ne pas prendre part à des expériences que son désir de ne pas en entendre parler du tout... Et de toute façon au fond on s'en fiche, de sa motivation. S'il va en physique (ou en maths d'ailleurs) pour s'attaquer à des questions qui l'intéressent et que ça lui plait, mais dans une optique qui semble bizarre aux autres chercheurs, je ne vois pas le problème. Il faut de tout, même des matheux fous, pour faire un monde.

[invite76543456789]

Diirac ne cherchait pas à coller à la réalité mais plutot faire de la belle mathématique..

Mouais bof, chuis pas vraiment convaincu par le fait de classer dirac en matheux... (et s'il cherchait a faire des belles mathématiques, j'ai envie de dire, c'est raté , par contre il a assurement fait de la belle physique).

[invite490b7332]

Oui mais on peut aussi s'interroger sur les ravages de certains forfalismes ...
En MQ quel est l'apport des notations de Dirac si ce n'est de rendre abstrait un simple produit scalaire. La non commutativité qui nous fait perdre la definition du principe d'incertitude d'Heisenberg.
Dirac est une icone et une idole mais j ai bien peur que son obsession de la symetrie n'est Conduit à rendre plus dificille laMQ et la physique des partivules que ce quelle est.

[invitefc7d7ed3]

La non commutativité n'est pas un apport de Dirac, c'est un élément essentiel de la MQ.

Et son formalisme fournit une simplification, pas une complexification de l'algèbre ! Son rôle a été essentiel justement dans l'identification des mathématiques précises qui sont à la base de la MQ, ce qui permet d'en avoir une compréhension plus profonde et en ce qui me concerne, c'est que qui m'a permis de développer un "sens physique", ou au moins une intuition, de ce qui s'y passe.
Je ne vois pas en quoi il rend abstrait le produit scalaire. C'est une notation, ça ne le complique pas. Elle a simplement l'avantage de permettre de gérer efficacement les produits contenant des opérateurs hermitiens et les produits tensoriels. Ça simplifie les calculs, mais comme ça n'est qu'une notation, ça ne rend pas les concepts plus compliqués.

Si on n'avait pas le formalisme d'algèbre linéaire qu'il nous a fourni, on en serait encore à manipuler des fonctions d'ondes et on aurait mis bien plus longtemps à développer la seconde quantification et la théorie quantique des champs.

Si on continue la discussion, je propose de le faire par MP interposés plutôt que d'empiéter sur ce sujet, non ?

[invite298d6c7d]

Comme vous l'avez dit avant, je ne souhaite pas prendre part aux expériences mais les lire et les étudier, il n'y a pas de problème, bien au contraire.

J'ai juste une petite question à propos de l'orientation à suivre, faut-il sortir d'ULM pour avoir des postes en physique théorique ?
Sinon un élève qui fait son M2, et obtient sa thèse en physique théorique, à-t-il des chances de devenir théoricien après son post-doc ?

( ps : Quelles ouvrages me conseillez-vous afin d'avoir un bon esprit physique dans des domaines théoriques ? )

[obi76]

En lisant tous vos posts, je me pose une vraie question et j'aimerais une réponse sincère: Dans la réalité, en quoi consiste le boulot d'un physicien moyen... Disons pour aider notre futur Einstein, hormis les grands noms de la profession, que fait à 80% un physicien théoricien de ces journées? (au niveau recherche pure, pas enseignement)

de la paperasse, de la recherche de financement, de l'encadrement, parfois des confs à droite à gauche, et de la rédaction de papiers.

Quant à "devoir" sortir de telle ou telle école pour faire de la physique théorique c'est n'importe quoi. Certaines écoles sont plus à même de sortir des chercheurs certes, mais la fac aussi (voire des autodidactes, j'en ai déjà vu).

Et je pense qu'en étant en première année, tu ne sais pas encore vraiment ce que c'est qu'une thèse. Attend d'arriver en master où tu va commencer à bosser avec des thésards, tu sauras à peu près à quoi t'attendre et donc à juger par toi même

[invite60be3959]

Oui mais on peut aussi s'interroger sur les ravages de certains forfalismes ...
En MQ quel est l'apport des notations de Dirac si ce n'est de rendre abstrait un simple produit scalaire. La non commutativité qui nous fait perdre la definition du principe d'incertitude d'Heisenberg.
Dirac est une icone et une idole mais j ai bien peur que son obsession de la symetrie n'est Conduit à rendre plus dificille laMQ et la physique des partivules que ce quelle est.

ça sent la frustration! Je te rassure ce n'est pas à cause de Dirac mais à cause de la MQ et de la TQC en elles-mêmes!(et par prolongement de la nature, car le formalisme qui est employé est la façon la plus simple de présenter les choses)

[invite490b7332]

ça sent la frustration! Je te rassure ce n'est pas à cause de Dirac mais à cause de la MQ et de la TQC en elles-mêmes!(et par prolongement de la nature, car le formalisme qui est employé est la façon la plus simple de présenter les choses)

Non, je m'interroge si la façon d' appréhender la Physique comme Dirac est la plus simple.
Les idées de Dirac ne me séduisent pas, contrairement à un Boltzmann ou un Einstein.
Le spin par exemple a été magistralement interprété par Fermi à partir de l'équation de Dirac, pas par Dirac.

[invite93279690]

Comme vous l'avez dit avant, je ne souhaite pas prendre part aux expériences mais les lire et les étudier, il n'y a pas de problème, bien au contraire.

J'ai juste une petite question à propos de l'orientation à suivre, faut-il sortir d'ULM pour avoir des postes en physique théorique ?
Sinon un élève qui fait son M2, et obtient sa thèse en physique théorique, à-t-il des chances de devenir théoricien après son post-doc ?

Salut,

Je vais essayer de recadrer légèrement les choses en précisant que ce à quoi tu as fais allusion (Modèle Standard, trous noirs, théorie des cordes et cie..) s'appelle la physique théorique des hautes énergies. Ce n'est qu'une fraction de la physique théorique, qui d'ailleurs n'est pas majoritaire si je ne m'abuse. Si pour toi la physique n'est qu'un prétexte à faire "des beaux calculs", il y a pleins d'autres domaines de la physique qui te feront faire de très belles maths. Pour prêcher un peu pour ma paroisse (la physique statistique), Cédric Villani (médaille Fields 2010) a été mentionné au cours de la discussion et son travail a porté notamment sur la théorie cinétique des gaz et certaines de ses extensions aux plasmas qui a été initiée par Boltzmann à la fin du XIXeme. Il s'est par ailleurs beaucoup intéressé à un problème récurrent en physique, à savoir celui de la rationalisation du second principe de la thermodynamique et donc à celui de l'émergence de l'irreversibilité des équations de la thermodyanmique alors que les lois microscopiques sont réversibles.

( ps : Quelles ouvrages me conseillez-vous afin d'avoir un bon esprit physique dans des domaines théoriques ? )

Je crois qu'il y a méprise, il n'y a pas de domaine théorique à opposer à un domaine experimental par exemple. Il y a differents champs de recherches en physique, chacun ayant son lot d'experiences et de théories. Il suffit juste de prendre la décision à un moment où un autre de faire des expériences ou des calculs ou même les deux.

[invite490b7332]

mispacman et obi ont décrit deux quotidients de la vie de physicien. Mais LA raison pour laquelle on choisit ce métier estnette et précise: c'est la question des problèmes OUVERTS. Il faut avoir cette envie (celle de vouloir les résoudre) dévorante dans le sang et dans les tripes.