Wie wählt man ein geeignetes Thema für die Promotion in Physik? [abgeschlossen]

Wie wählt man nach Abschluss der Graduiertenkurse, wenn ein Student mit echter Forschung in Physik beginnen soll (genauer gesagt, angenommen in Hochenergiephysik), das Problem aus, an dem man arbeiten möchte? Das Gebiet ist riesig, ausgereift und es gibt noch viele Probleme zu lösen. Diese Weite des Feldes und die unterschiedlichen Schwierigkeitsgrade ungelöster Probleme können zu Verwirrung bei der Auswahl des Problems führen. Die Zeit, die man an der Graduate School verbringen kann, ist begrenzt (nehmen wir etwa vier Jahre nach Abschluss der Kurse an). Kann mich jemand anleiten oder seine Ansichten zu diesem Thema teilen?

Welche Art von Problemen sollten auf PhD-Ebene vermieden werden? Ich denke, Probleme, die selbst die besten Theoretiker nicht vollständig lösen konnten, sollten übrig bleiben. Es gibt weniger schwierige Probleme, die in Zusammenarbeit von beispielsweise drei/vier/fünf oder mehr sehr erfahrenen Physikern gelöst werden, was für einen Anfänger, der praktisch alleine arbeitet, möglicherweise nicht möglich ist. Sollte man also mit den einfachsten ungelösten Problemen beginnen? Oder reicht es, wenn ein Problem unabhängig vom Schwierigkeitsgrad interessant zu bearbeiten ist? Welche Art von Arbeit wird im Allgemeinen von einem Doktoranden erwartet, um für einen PhD-Abschluss in Frage zu kommen?

Vielen Dank für Ihre Antworten. In der Tat ist es in dieser Hinsicht sehr hilfreich, einen ausreichend guten Berater zu bekommen. Oder jemand, der vielleicht nicht der Berater ist, aber im Rahmen einer Diskussion auf ein interessantes Problem hinweist, an dem gearbeitet werden kann. Aber ich gehe von einem Fall aus, in dem der Berater nicht so hilfreich ist, vielleicht trifft er den Studenten einmal in sechs Monaten oder so; damit der Schüler auf sich allein gestellt ist. Ich denke, es ist wichtig zu lernen, das richtige Problem zu identifizieren, an dem man arbeiten kann. Wenn ein guter Berater (oder jemand anderes) ein Problem vorschlägt, an dem gearbeitet werden soll, muss er oder sie einige Kriterien im Hinterkopf haben, um das geeignete Problem für den Schüler zu identifizieren. Wh
Stellen Sie einfach die Fragen, die Sie hier untersuchen, und wenn Sie keine schnelle Antwort erhalten, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass sie nicht bekannt ist. Führen Sie an dieser Stelle eine Literaturrecherche durch und prüfen Sie, ob sie bekannt ist. Dann finde es heraus. Du musst nicht gleich beim ersten Versuch perfekt sein, tu einfach etwas. Diese Antwort beantwortet die Frage nicht und Sie sollten sie in Ihre Frage aufnehmen. Machen Sie sich auch nicht so viele Sorgen, lesen Sie einfach die Literatur so viel wie Sie können und tun Sie Ihr Bestes.

Antworten (2)

Von Ihnen wird nur erwartet, dass Sie einige Recherchen anstellen, die einige Papiere für Ihren Berater erstellen. Das ist alles, was Sie brauchen, um promovieren zu können. Das Ziel ist es, dies zu tun, während Sie Ihr eigenes Feld entwickeln, das vollständig Ihre eigene Arbeit ist.

Meiner Erfahrung nach werden Sie von einem Berater kein gutes Problem bekommen, es sei denn, Sie haben Glück mit dem Berater, also müssen Sie Ihr eigenes Glück machen, indem Sie Ihre eigenen Nachforschungen anstellen. Sie haben eine bessere Nase als Ihr Berater oder die Professoren, also lernen Sie einfach, was notwendig ist, und versuchen Sie, einen Aspekt der Welt so weit zu verstehen, dass Sie sich der Antwort sicher sind. Das wissenschaftliche Publizieren erlebt gerade in der Physik eine Revolution, und es öffnet sich, so dass alles, was Sie entdecken, nicht verdrängt und Ihnen nicht genommen werden kann . Machen Sie sich also keine Sorgen darüber, Ihre Arbeit zu besprechen oder geheim zu halten. Das schadet dir mehr, als dass es dich schützt. Wenn jemand Ihr Ergebnis stehlen kann, ist es nicht originell genug, um ein gutes Ergebnis zu sein.

Falsche offene Probleme

Das größte Problem für Doktoranden ist, dass es viele Probleme gibt, von denen die Leute sagen, dass sie offen sind, weil sie sie nicht verstehen, die eigentlich ganz gut verstanden und für lange Zeit geschlossen sind. Nachdem Sie die Antwort auf eine Frage herausgefunden haben, von der Sie denken, dass sie offen ist, sehen Sie nach, ob sie bereits gelöst ist. Vertrauen Sie nicht den Aussagen der Leute darüber.

In der Schule habe ich irgendwann gehört, dass Folgendes offen war (sie sind offensichtlich nicht):

  • Äquivalenz von Polyakov- und Nambu-Aktionen
  • Wie man Pfadintegrale im pq-Raum macht, wo die Koordinaten nicht pendeln.
  • Elektromagnetischer Zeitpfeil
  • Abrufen der Beta-Funktion von Strings aus Worldsheet-Aktionen
  • Das Messproblem im Standard-QM

Es gab noch viele mehr, an die ich mich nicht erinnere. Daran erinnere ich mich, weil ich die Antwort bekam, und dann neigte ich dazu, mich darüber zu ärgern, dass die Antwort bekannt war und mir nicht präsentiert wurde. Die Menschen in den USA neigen dazu, echte offene Probleme zu horten und an ihnen zu arbeiten, und sie stellen den Schülern falsche offene Probleme vor, damit Sie denken: "Meine Güte, die Leute verstehen nichts". Der Effekt ist, Sie zu nutzlosem Denken zu lenken.

Grundsätzlich ist jedes Problem, das Sie in einem Lehrbuch sehen, nicht offen. Lösen Sie es einfach als Übung, und wenn Sie es nicht können, lesen Sie verwandte Literatur, bis Sie können. Es gibt keine wirklich offenen Probleme in Buchfächern, sonst wären sie keine Buchfächer.

Politische Felder

Außerdem gibt es einige Bereiche, in denen bestimmte Dinge bekannt sind, aber aus politischen Gründen sagen die Leute, dass dies nicht der Fall ist:

  • Der Paarungsmechanismus von HighTc-Supraleitern.

Die Paarung ist rein elektronisch, aber das ist politisch unmöglich zu sagen, weil es dumme Leute gibt, die etwas anderes sagen. Der Mechanismus ist nur BCS-Theorie (wenn auch unter ungewöhnlichen Umständen), aber wiederum kann es niemand sagen. Ich persönlich glaube, dass ich den detaillierten Mechanismus kenne, aber als ich ihn einem Experten vorstellte, sagte er: "Selbst wenn Sie Recht haben, das ist nicht mehr das, was irgendjemand in HighTc interessiert". Ich habe nicht darauf gehört, dass die Idee nicht wichtig ist, aber ich habe entschieden, dass die Experten auf diesem Gebiet politische Idioten sind und es keinen Sinn macht, zu versuchen, sie zu durchdringen.

Obwohl dieses Feld politisch ist, kann man interessante Dinge tun, wenn man Zugang zu experimentellen Daten hat. Was Sie wissen sollten, ist der Pairing-Mechanismus. Ich werde es hier aufschreiben.

  • Die strenge Formulierung der Quantenfeldtheorie

Auch hier haben Wilson und Kadanoff den Weg frei gemacht, und es ist nur die Politik und die politische Struktur der Mathematik, die verhindert, dass das Werk aufgenommen wird. Vermeiden Sie strenge Feldtheorie, sie ist nicht produktiv.

  • Große Extramaße (in jeglicher Form)

Das ist Müll, und als ich in der Graduiertenschule war, wurde von den Leuten erwartet, darüber zu schreiben, vorausgesetzt, es ist möglich. Es ist besser, obdachlos zu sein und zu hungern, als Junk Science zu fördern. Ich sollte eine Arbeit über experimentelle Methoden schreiben, um große zusätzliche Dimensionen zu entdecken, aber irgendwann sagte ich "nein, das kann ich nicht", und ich verließ die Graduiertenschule und fing an, mich mit Biologie zu beschäftigen. Ich bereue diese Entscheidung nicht und Sie werden es auch nicht tun.

Arbeiten Sie nicht an Junk Science, selbst wenn Sie damit promoviert werden. Finden Sie Dinge, an denen Sie arbeiten können, es gibt viele. Du bekommst vielleicht keinen Job, du wanderst vielleicht durch die Wildnis wie Kraichnan oder Einstein oder Onsager, aber du wirst neue Dinge über die Natur entdecken, und diejenigen, die Junk-Wissenschaft betreiben, können und werden es nicht.

Links gegen rechts

Ein wiederkehrendes Problem bei der Forschung ist, dass die großen Durchbrüche fast immer von Leuten der politischen Linken gemacht werden, und diese Leute kaum jemals Anerkennung dafür finden, denn wenn die Arbeit gut verstanden ist, wird sie von der Rechten aufgegriffen, und Diese Menschen sind für die Gesellschaft leichter zu belohnen.

Dies führt zur Marginalisierung vieler großer Physiker: Ernst Stueckelberg, Geoffrey Chew, der italienischen Schule (Regge, Veneziano usw.). Wenn Sie in den USA arbeiten, beugen Sie sich vor, um Menschen aus der ehemaligen UdSSR und Europa zu lesen, sie haben hervorragende Arbeit geleistet und sie wurden nicht von den Marktkräften gezwungen, Müll für die Öffentlichkeit zu schreiben.

Das bedeutet nicht, dass „rechte Wissenschaft“ ignoriert werden kann – die Entwicklung der Quantenfeldtheorie in den 1970er und 1980er Jahren war im Wesentlichen rechte Wissenschaft, da sie die Arbeit der 1950er wiederbelebte und radikalere Arbeiten der 1960er unterdrückte. Aber alles Radikale wird schließlich gezähmt, und die Stringtheorie war zunächst ein radikales Experiment in der Nukleardemokratie, wurde dann in den 1980er Jahren von traditionellen Liberalen übernommen und ist heute eine Wissenschaft der Konservativen (wenn auch immer noch großartig).

Versuchen Sie, Politik zu vermeiden, aber seien Sie sich dessen bewusst, da es Ihnen ermöglicht, Arbeiten zu identifizieren, die andere aufgrund der politischen Vorurteile nicht können.

Probleme

Stellen Sie hier einfach Ihre eigenen Fragen und Sie gelangen schnell zu Forschungsfragen, die niemand beantwortet hat. Ich habe hier einige angesprochen, die gut zu lösen wären, wie die Entartung von geraden und ungeraden Bahnen, die Emissionen von nahen extremen Schwarzen Löchern und so weiter.

Solche offenen Diskussionen werden Sie im wissenschaftlichen Schreiben nicht mehr finden, da sich die gesamte Diskussion aktiver Fragen ins Internet verlagert hat. Ich habe hier einige Antworten auf offene Probleme: Was ist derzeit unvollständig in der M-Theorie?

In der Wissenschaft läuft so viel falsch und jeder weiß es und sicherlich beschwert sich jeder ständig aus dem einen oder anderen Grund über seine Situation. Trotzdem scheinen Sie in Ihren Tiraden immer davon auszugehen, dass der allgemeine Physiker bereit ist zu kämpfen und den Preis dafür zu zahlen. Ich kann Ihnen sagen, dass das nicht passieren wird, fast jeder wird zuerst an sich und seine Sicherheit denken. Wenn Sie sehen möchten, dass sich etwas ändert, würde ich eher vorschlagen, einen anderen Ansatz zu finden, der dies berücksichtigt.
@NickKidman: Du brauchst nicht viele Leute, nur eine Handvoll. Sie machen den Fortschritt in jeder Generation. Ich hoffe nur, dass ich mein Bestes geben werde, um einer dieser Menschen zu sein, und ich habe irgendwie damit gerechnet, dass ich ab meinem 16. Lebensjahr verarmt auf der Straße sterben würde, also macht es mir nichts aus. In nicht-wissenschaftlichen Bereichen ist es schlimmer.
Ich bin mir nicht sicher, was Sie meinen, wenn Sie vorschlagen, dass die Maßnahme gemeint ist, dass das Problem nicht offen ist? Wie auch immer, in vielen Bereichen der theoretischen Physik ist die freie Wahl eines Ph.D. Thema, das in irgendeiner Weise der Forschungsgruppe (im Wesentlichen der Fördereinrichtung) zugute kommt und eine solide Grundlage und Verwendung hat, ist so schwer fassbar, wie es sein sollte. Ich war ein guter Student mit einem 1:1, aber das Thema, in dem ich mich für meine Forschung entschied (relativistische Magnetohydrodynamik), war so esoterisch, dass ich keine Chance hatte, einen vernünftigen Vorschlag zu erstellen. Hier kommt jeder anständige Vorgesetzte ins Spiel...
Im weiteren Verlauf können Sie dann Ihre Ideen anpassen und unabhängiger werden. Sicherlich hätte ich in einigen Bereichen Recherchen vorschlagen können, aber es sollte immer Vorgesetzte mit besseren Einblicken geben als Sie selbst; Wenn nicht, stimmt etwas nicht und vermeiden Sie die Abt. alle zusammen! Auf einer anderen Anmerkung, @RonMaimon sind Sie jemals auf einen Crack-Pot-Typen namens Stephen Crothers gestoßen?
@Killercam: Relativistische Magnetohydrodynamik erfordert einen GR-Vorschlag, da alle Effekte astrophysikalisch in Akkretionsscheiben sein werden. Es wäre interessant, Simulationen durchzuführen, und ich denke, es könnte neue Erkenntnisse bringen. Alfven sagte nicht "was bringt es, Magnetfelder in der Hydrodynamik zu untersuchen", er tat es einfach. Der Berater wird Ihre Ideen einfach töten, wenn sie nicht von seinen eigenen Vorurteilen stammen, wie Veltman, der 't Hooft sagt, keine Beta-Funktion zu veröffentlichen. Es bringt nichts, die ursprüngliche Arbeit hinauszuzögern, und Sie sollten dies frühzeitig tun, vorzugsweise während Sie bei Ihren Eltern wohnen.
Ich verstehe dich nicht. Natürlich befassen sich nicht alle relativistischen MHD mit kompakten Objekten und daher mit GR. Es ist tatsächlich überraschend, was man mit einer Minkowski-Metrik vom Simulationsstandpunkt aus erreichen kann. Natürlich ist die Theorie für ein generisches Raumzeitmodell konstruiert. Ich nehme an, alles, was ich sagen will, ist, dass nicht jeder Alfvén ist und Nobelpreisträger ist (ich bin es sicher nicht). Sobald ich jedoch in das Gebiet eingetreten war, konnte ich einen Beitrag leisten und meine eigene Forschung leiten ...
Ich mag die Linie While Livingwith Your Parents. Dann hätte mein Alter meine Ideen geklaut! Prost.
@Killercam: Denken Sie daran, dass Alfven auch kein Alfven war, er war nur ein Schmo wie alle anderen, genauso wie Einstein, Dirac, Gell-Mann, Scherk, Mandelstam und so weiter. Sie waren nicht Nietzsches Übermenschen, sie waren gewöhnliche Menschen, die viel Zeit und Mühe darauf verwendeten, neue Wissenschaften zu betreiben. Welche relativistische MHD entsteht außerhalb der Astrophysik? Ich sehe keine relativistischen Flüssigkeiten in der Natur außer in Akkretionsscheiben. Sogar ITER ist nichtrelativistisch.
Nein, Sie haben Recht, alle RMHD beschäftigt sich mit Astrophysik und mir ist keine andere Anwendung bekannt. Jedoch kann die Mehrheit der Strömungen, selbst solche, die "nah" an kompakten Objekten sind, unter Verwendung eines Minkowskischen Raum-Zeit-Modells behandelt werden. Einige Strömungen, wie zum Beispiel relativistische Jets, werden weit von ihrer Quelle entfernt modelliert, wo "schwere Schwerkraft" keine Rolle spielt. Ebenso werden einige Studien zur Schockausbreitung in AGNs in einer "flachen" Raumzeit usw. modelliert. Wo RMHD heutzutage hauptsächlich in umfangreichen numerischen Simulationen eingesetzt wird ... Einige der Codes zur Modellierung solcher Strömungen sind umfangreich und komplex.
Ich weiß, das ist uralt ... Aber Sie behaupten, dass das Messproblem nicht offen ist? Können Sie das bitte qualifizieren?
@lionelbrits: Es ist nicht offen in dem Sinne, dass Everett es löst, was bedeutet, dass es ein realistisches Bild gibt, das sich auf Kopenhagen reduziert, modulologischer Positivismus. Sobald Sie Positivismus, Everett und Kopenhagen verstanden haben, gibt es nichts mehr zu sagen bezüglich der Interpretation von Standard-QM, es ist gelöst. Von diesem Punkt an ist alles (sinnlose) Philosophie. Bei den offenen Fragen geht es nicht genau um Messung oder Interpretation, sondern um QM selbst – ob QM richtig ist oder nicht! Die interessanteste moderne Arbeit in Bezug auf Grundlagen betrifft modifiziertes QM, wie 'tHooft einmal sagte.
Also stellte 'tHooft eine echte Frage: Können Sie ein realistisches System (wie eine CA) finden, das für bestimmte interne Beobachter ungefähr QM ist? Wenn die CA realistisch ist, kann sie nicht exponentiell groß sein, also kann sie keine Quantenberechnung durchführen. Sie fragen also, ob Sie ein realistisches System finden, das sich QM annähert und keine exponentiellen Ressourcen benötigt (also keine Quantenberechnung zulässt). Diese Fragen sind wichtig, sie könnten vielleicht "Interpretations"-Fragen sein, aber sie versuchen nicht, eine Philosophie an Standard-QM-Vorhersagen anzupassen. Bohm ist so, aber Bohm ist zu groß, um echt zu sein.
Danke für die Antwort. Ich hatte den Eindruck, dass das MWI das Problem der Born-Regel nicht löst oder den Ursprung der Zufälligkeit erklärt, weshalb ich gefragt habe, warum Sie diese Probleme als geschlossen betrachten.
@lionelbrits: Was könnte möglicherweise das Problem der Born-Regel lösen? Wenn Sie es richtig formulieren, mit logischem Positivismus, sehen Sie, dass es sich um eine Frage der reinen Philosophie handelt, was bedeutet, dass sie nicht beantwortet werden kann und wahrscheinlich bedeutungslos ist. Es ist analog zu Fragen der A-priori-Wahrscheinlichkeit in der Philosophie in Diskussionen des Baysianismus im 19. Jahrhundert, und Everett verstand dies bereits 1957. Aber das ist innerhalb des MWI, vorausgesetzt, QM ist exakt. Wenn QM ungefähr, aber falsch ist, und es eine tiefere Struktur gibt, wird es einen anderen Begriff für Wahrscheinlichkeit geben, vielleicht klassische Wahrscheinlichkeit.

Dafür gibt es Studienberater.

In der Tat ist es für einen Studenten schwierig, ein Problem- oder Themengebiet zu identifizieren, das sowohl interessant genug ist, um Ihnen möglicherweise später einen Job zu verschaffen, als auch noch nicht von anderen Physikern überwuchert wurde. Aus diesem Grund ist es die wichtigste Aufgabe für einen beginnenden Doktoranden, einen guten Doktorvater zu finden und ihn davon zu überzeugen, Sie als Student anzunehmen.

Einige Berater werden Sie in ihre eigene Forschung einbeziehen und kleine Teilprobleme herausarbeiten, die Sie angehen können, während Sie sich auf den neuesten Stand bringen. Einige Berater arbeiten nicht mit Studenten zusammen, haben aber ein Händchen dafür, vielversprechende Probleme zu identifizieren, die noch nicht gelöst wurden. Einige Berater sind einfach keine sehr guten Berater und lassen die Schüler alleine untergehen oder schwimmen. Sie müssen die an Ihrer Institution verfügbaren Optionen sorgfältig prüfen.