Devenir physicien théoricien nécessite généralement un doctorat en physique ou en mathématiques, une expérience post-doctorale et plusieurs années d’expérience professionnelle en application de la physique. Travailler pour devenir un physicien théoricien peut prendre de nombreuses années d’apprentissage et d’expérience. Le plus souvent, les physiciens théoriciens débuteront en physique appliquée, et de là passeront à la physique théorique.
Un physicien théoricien, parfois appelé physicien mathématicien, n’utilise que des théories et des mathématiques pour prédire des observations, comme des événements naturels. Ils expliquent pourquoi la nature fonctionne comme elle le fait, comme pourquoi le ciel est bleu. Contrairement à la plupart des sciences, la physique théorique n’utilise pas d’expériences pour recueillir des données. Les expériences sont utilisées pour soutenir ou éliminer des théories après qu’elles aient été inventées dans l’esprit d’un physicien théoricien.
L’obtention d’un doctorat en physique ou en mathématiques est nécessaire pour devenir physicien théoricien. Cette étape nécessite en moyenne huit années d’études supérieures. Les étudiants commencent par obtenir un baccalauréat en sciences naturelles, puis passent à un diplôme d’études supérieures en physique appliquée ou en sciences naturelles, et enfin obtiennent un doctorat en physique ou en mathématiques. Cette variété de plans d’études montre la gamme remarquable d’informations que la physique théorique peut influencer.
La deuxième étape, l’expérience post-doctorale, nécessite généralement de se rendre dans un établissement spécialisé et d’apprendre à utiliser les théories de la physique et les mathématiques pour prédire les observations. Les choix courants sont les installations de physique des hautes énergies, comme les accélérateurs de particules et les observatoires astronomiques. Une fois accepté dans un programme post-doctoral, les deux prochaines années seront remplies de physique appliquée et de publications. Chaque nouvelle observation faite devra être interprétée et soumise à plusieurs revues académiques. Cette étape peut devoir être répétée plusieurs fois pour être embauché à temps plein en tant que mathématicien ou physicien appliqué.
Pour devenir physicien théoricien, acquérir une expérience de travail est l’étape la plus difficile et découle souvent de plusieurs programmes post-doctoraux. L’autre option est d’être embauché en tant que mathématicien à temps plein ou physicien appliqué. Cette option s’applique à n’importe quel domaine d’études, mais nécessite une connaissance approfondie de l’utilisation des mathématiques et de la physique pour résoudre des problèmes de nouvelles manières. Les banques, les compagnies maritimes et les universités sont des options qui affichent la variété d’expériences de travail disponibles pour les personnes qualifiées. Généralement, les universités offrent une expérience de travail en tant que professeur agrégé et chercheur après avoir terminé un programme postdoctoral.
Après des années en tant que professionnel, il est possible de postuler pour devenir physicien théoricien. Travailler en tant qu’auteur, professeur ou statisticien sont des emplois courants. Chaque poste nécessite qu’un physicien théoricien examine de nouvelles théories et développe de nouveaux modèles mathématiques et physiques pour mieux expliquer les observations. Albert Einstein est le physicien théoricien le plus célèbre de l’histoire parce qu’il a expliqué que toute matière est de l’énergie condensée. Il a également prouvé que l’espace et le temps sont toujours liés. Ses nombreux projets allaient de l’énergie atomique aux trous noirs.