长期从事原子核结构与量子多体问题的理论物理基础研究，当前主要研究课题包括：

1. 壳模型框架下的形变原子核结构；

2. 量子多体理论；

3. 原子核高精度质量预言；

4. 随机量子多体系统。

每年招收博士生、硕士生和博士后。非常重视学生的学术能力培养，亲自指导学生科研工作，讨论以一对一交流为主。

对学生的要求：热爱祖国、诚实守信、刻苦上进、身心健康。特别对理论物理基础研究感兴趣，有恒心有毅力，愿意沉下心长期投入基础研究工作。除具备扎实的物理和数学基础外，还应掌握至少一门科学编程语言和基本的数值计算能力。

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                  https://orcid.org/0000-0003-2740-7583

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原子核物理研究简介：

我们都知道，原子是化学反应的基本单位，由原子核和核外电子构成。原子中超过99%的质量都集中在原子核内，因此原子核是宇宙中可见物质构成的基石。原子核物理主要研究原子核的基本结构和变化规律，而凝聚态物理和原子物理则探讨电子、原子以及分子的运动状态和规律。当我们深入研究核物理时会发现它独具魅力，因为核物理类似于凝聚态物理，涵盖了量子多体问题和涌现现象的研究，复杂多体系统的性质无法仅通过还原论的思想来解释；同时，核物理被视为通往粒子物理世界的门户，致力于揭示基本粒子及其相互作用的属性。核物理因此成为连接微观世界和介观宏观尺度之间的桥梁，引导我们更深入地理解自然界之美。

在2005年，密西根州立大学特聘教授、美国超导回旋加速器实验室主任Brad Sherrill和耶鲁大学讲席教授、美国能源部和科学基金核科学咨询委员会主席、美国物理学会Tom W. Bonner奖获得者Rick F. Casten在《Nuclear Physics News》杂志上发表了一篇文章，他们把现代科学的主题和挑战总结为四个方面：(1)基本组元形成复杂系统，即如何从少数基本组元及其相互作用中构造出复杂多样的世界？；(2)从复杂性中显示出简单性，即由复杂系统组成的自然界如何展示出惊人的规则性和简单规律？；(3)理解物理宇宙的本质；(4)利用物质为人类造福。核物理的研究与这四个方面都直接相关。

(1) 基本组元构造复杂世界

原子核是由质子和中子组成的强相互作用量子多体系统，非常复杂。物理学家们致力于揭示原子核在低能量状态下的静态性质，这需要人们深入探索原子核内粒子之间的相互作用，这好比人们需要了解如何利用砖块、瓦片和“粘合剂”来搭建各式各样的房子。虽然从原则上讲，人们希望通过量子色动力学（QCD）来解释原子核的所有性质，但目前来看，这仍然是一个遥不可及的目标，因为QCD在低能量状态下无法微扰求解，因此我们尚未找到一种能够准确解释原子核所有微观性质的理论。

在原子核结构研究中，通常将核子视为原子核的基本组元，忽略核子内部的夸克-胶子自由度。尽管人们拥有大量的核子-核子散射和原子核实验数据，但对于低能量强相互作用的理解仍然有限。即使在给定相互作用的情况下，求解量子多体系统的方程也是一个巨大的挑战。这在某种程度上类似于凝聚态物理，即人们知道相互作用却无法给出严格解，部分实验结果的解释是模型依赖的。为了理解和描述包含数百个核子的多体系统，我们需要借助各种模型、代数技巧和量子多体方法。

(2) 复杂系统显示出简单规则

原子核是一个高度复杂的系统，但令人惊讶的是它呈现出深刻的规律性和简单之美。这种规律性不仅表现在每个核素的激发谱中（例如振动能级的等距分布和转动能级的J(J+1)规律），还体现在质子数和中子数变化时原子核性质的演化规律中。人们还观察到原子核的对称性、结合能的奇偶性、偶偶核基态自旋为零等特征。这些规律共同揭示了原子核内部的统一性，不仅丰富了我们对原子核的理解，还为研究其他复杂多体系统提供了重要的参考，启发我们探索自然科学甚至社会科学中深层次的秩序和规律。

在宏观世界中我们已经看到很多复杂系统展现出简单的规律性，例如气象变化的周期性、生态系统中物种数量的波动性、金融市场价格变化模式等。然而在量子系统中，尤其是在亚原子尺度的系统中，如何从复杂的相互作用中揭示出简单规律的起源，仍处于初步探索阶段。这方面的研究有助于我们更深入地理解复杂性和简单性之间的关系。复杂性和简单性并非对立，而是相辅相成，共同构成了我们对自然界的认知基础。

(3) 理解物理宇宙的本质

核物理在宇宙学研究中扮演着重要的角色。通过深入研究原子核的结构和反应，物理学家们逐渐揭示了恒星演化的秘密。恒星的核心由高温高压的核物质组成，恒星能量来源于内部的核聚变反应，例如氢核融合成氦核并释放出巨大能量，这就是太阳发光发热的来源。此外，恒星还通过核反应继续合成更重的元素，如碳、氧、硅、铁等，而自然界中比铁更重的元素则是通过超新星爆发过程中的核反应和衰变产生的。因此，核物理研究有助于人们理解恒星的生命周期和演化路径，进而探索超新星爆发和黑洞形成等重要天文现象的本质和机理，对于我们理解宇宙中元素的起源和分布具有重要意义。

此外，核物理的研究对于寻找外星生命和探索宇宙未知领域也具有潜在的影响，通过研究不同元素在星系内的合成和分布，人们能够了解行星形成的可能性和生命诞生的条件。这方面的研究有助于我们寻找外星生命的痕迹并探索宇宙中未知的领域。

(4) 利用物质为人类造福

核物理不仅仅是一个基础科学研究领域，它也直接影响着我们的现实生活。比如在能源方面，核电站利用核反应将原子核的能量转化为热能，然后进一步转化为电能。尽管核电站具有高效强大的能源生产力，但同时也面临着放射性物质管理和核废料处理等挑战。另一方面，医疗同位素的应用则涉及重离子治疗和医学影像诊断，人们通过放射性核素衰变产生的射线来观察器官和组织的生理状态，并精准杀灭癌细胞。

在刘慈欣的科幻小说《三体II·黑暗森林》中提到三体文明构造了一种强相互作用材料，制造出坚不可摧的宇宙探测器——水滴。虽然这种幻想离我们现在的科技水平还十分遥远，目前人们尚无法直接利用MeV级别的能量来精准操控核物质，但核物理的研究正让我们对物质本质有更深入的理解，并将对未来的科技进步和人类生活产生深远影响。

如果我们将1932年James Chadwick发现中子作为原子核物理的起点，至今已经过去90多年。虽然核物理领域已经取得许多令人瞩目的成就，但我们对原子核的理解仍然像一幅尚未完成的拼图，充满了大量的未知和挑战。正如Rick F. Casten在他的核物理教科书《Nuclear Structure From A Simple Perspective》中所言：“许多从事核结构研究的物理学家都大声疾呼，我们对于原子核结构的理解才刚刚触及表面”。尽管如此，物理学家们就像拼图者一样，一块块地揭示出原子核的奥秘，每一步的突破都让他们兴奋不已。面对重重挑战，他们坚持不懈，因为每一次新的理解都可能为我们打开一扇新的窗户，让我们看到更深层次的自然规律。