——统计物理与复杂系统：研究非平衡态统计物理学及其应用，聚焦复杂动力学系统和复杂网络，如活性物质、金融经济、人类社会及相关交叉领域，以大数据为基础，结合机器学习方法等，探讨复杂系统的空间结构、时间关联，动力学演化和功能。
——凝聚态理论：应用分子动力模拟和第一性原理计算方法，重点开展低维磁性、铁电和半导体材料的数值模拟研究，目前，聚焦低维磁性材料的拓扑激发如畴壁和斯格明子等研究领域，开展Landau-Lifshitz-Gilbert 方程的数值模拟，探讨拓扑激发的结构、相变，动力学、输运及应用等。
——量子物理与量子信息：研究量子物理及量子信息的基础性问题，聚焦量子关联和量子资源的性质探索, 包括量子纠缠、量子非定域性等的探测，分类，度量以及它们之间的关系和量子网络情况下的扩展，结合机器学习等方法，研究多体量子态的表达及多体量子关联的复杂结构与性质。
——星际介质和恒星形成：利用射电和光学观测数据，开展恒星形成与分子天体化学研究、银河系磁场和星际介质物理研究；开展银河系星际尘埃空间分布、发射线气体星云的深度分光观测等。
——星际介质和恒星形成：利用国内外最先进的射电望远镜（如FAST等）的观测数据，开展恒星形成与分子天体化学、银河系磁场和星际介质物理研究。
——引力论与宇宙学：基于引力修正理论和暗能量动力学模型，开展宇宙学方面的理论研究与观测检验。主要涉及宇宙动力学演化、宇宙结构形成、宇宙热力学性质、能量条件和哈勃争论等方面的研究。目前，聚焦利用f(R)引力理论研究宇宙的热力学性质。
——微纳尺度能量输运：利用非平衡格林函数和量子主方程方法，研究低维纳米系统的量子输运，关注电子、声子和光子的统计和涨落行为，旨在揭示非平衡多体物理中的强关联、量子相变和凝聚等问题，同时为设计低功耗电子器件提供理论依据。通过研究微纳材料的热输运特性，可以揭示新的物理现象和机制，并为设计和制造高效能源转换器件、热管理材料和纳米尺度热电材料提供理论指导。
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