简介：核理论与唯象课题组的讲究主要是基于量子色动力学探索强相互作用下强子及核物质在正常和极端条件的性质，研究与之相关的实验与唯象以及理论验证。
成员：丁亨通、付菁华、侯德富，计晨，柯伟尧、李胜泰、刘复明、庞龙刚、秦广友、舒海涛，王新年、吴元芳、许明梅、杨纯斌、张本威、张汉中、周代梅。
核物理的基本理论——量子色动力学（Quantum chromodynamics, QCD）描述了夸克与胶子的相互作用。然而，QCD在低能区的复杂性质使我们难以直接用标准模型中的夸克和胶子作为基本自由度来解释核物理现象。不过也正是由于这样的复杂性，在各个能量尺度上，新的对称性、有效自由度以及多体效应的涌现极大的丰富了核物理的研究对象与理论方法。核物理理论与唯象学课题组的研究内容包括：
•探索强相互作用下形成的物质状态；
•研究核物质在极端条件（高温、高密度、高旋转和强磁场）下的性质；
•从第一性原理QCD和有效理论的角度理解这些强相互作用过程；
•与实验和观测紧密结合，检验理论、协同领域未来的发展。
相对论重离子碰撞的唯象
在相对论能量下碰撞重离子可以产生一种新物质形式——夸克-胶子等离子体（Quark-gluon plasma, QGP），其极高的温度和密度可与早期宇宙的状态相比拟。美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）和欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）的实验测量揭示了QGP的诸多奇异行为，例如近乎理想流体的性质、组分夸克自由度的显现以及高能夸克和胶子的喷注淬火现象。通过发展QCD理论计算、碰撞过程的动力学建模并开发机器学习加速与分析的技术，我们从实验数据中深度理解了以QGP为核心的极端条件下强相互作用体系的物理性质。这些研究涵盖当前的诸多前沿方向，包括对重离子碰撞初态波函数的研究、对QGP状态方程的约束、对QGP准粒子激发的寻找、研究QGP集体行为存在的条件，以及QCD喷注与QGP的相互作用等方面。
此外，在对撞实验中，夸克-胶子等离子体会快速膨胀、冷却，最终经历相变回到由强子系统。许多研究推测在有限重子化学势下，此相变可能存在一个临界终点（Critical endpoint, CEP）。通过重离子对撞实验寻找并识别CEP对完成核物质相图、理解QCD多体系统有着及其深远的影响。为实现这一目标，我们注重发展理论模型和动力学模拟，为CEP的实验信号提供理论预言。
课题组成员：付菁华、柯伟尧、刘复明、庞龙刚、秦广友、王恩科、王新年、吴元芳、许明梅、杨纯斌、张本威、张汉中、周代梅。
电子离子对撞的唯象
电子离子对撞机（Electron-ion collider, EIC）是探索质子和核子内部部分子动力学的有力工具，也是未来高能核物理的重要实验装置。在EIC上研究高能强子和喷注的产生可以主要提取如横向动量依赖的部分子分布以及冷核物质的输运参数等一些列色禁闭物质的基本属性。研究小组发展了包括核介质效应的有效理论和蒙特卡洛模拟技术，为未来EIC计划提供支持。
格点量子色动力学
“格点量子色动力学（Lattice QCD）课题组基于第一性原理计算方法，系统研究量子色动力学的非微扰特性。聚焦高温、高密度与强磁场等极端条件下强相互作用物质特性这一前沿领域，相关研究为揭示宇宙早期演化规律、中子星内部物质形态，以及RHIC（美国相对论重离子对撞机）和LHC（欧洲核子研究中心大型强子对撞机）重离子碰撞实验中夸克-胶子等离子体的性质研究提供理论支撑。当前主要研究方向包括：QCD相结构与临界点寻找、手征对称性破缺与恢复、夸克-胶子等离子体输运特性，热密物质中强子性质，以及强子结构等。课题组主页为：http://www.ccnulqcd.net 。
全息理论与强耦合QCD
在当前对撞机实验中达到的温度核化学势下，QCD物质仍然处于强耦合状态。此外，在推测的一阶相变区域附近，有限的重子化学势导致的符号问题使得格点QCD方法难以涉足。全息理论建立了强耦合规范场理论与高维弱耦合引力理论之间的对偶性。这种对应关系为研究强耦合以及有限化学势下的QCD系统提供了替代途径。研究人员利用全息对偶方法，在对QCD相图、QGP对旋转和磁场的响应等方面取得了一系列成果。
课题组成员：侯德富。
核结构与基本对称性
核结构理论研究原子核内部结构与动力学特征，是低能强相互作用理论的核心领域。研究团队专注于原子核少体理论计算，通过结合量子少体模型和有效场理论，深入探索少核子体系的内部结构，为相关实验提供理论解释和预测，并将研究与核天体物理和原子精密测量相结合，以解答基本物理问题。团队通过有效场论计算轻核晕的结构特征，试图理解其在核天体演化和宇宙元素丰度中的作用；同时，利用第一性原理计算，研究核结构对类氢原子系统精密光谱的影响，提供高精度理论参数以研究原子核电荷与磁矩分布特征，并检验束缚态量子电动力学理论。
研究团队还使用相对论流体力学、强子输运以及高能部分子输运，研究相对论重离子碰撞产生的极端状态下的新核物质形态。结合机器学习方法，比如人工神经网络，从大量复杂的核核碰撞数据中提取核物质状态方程以及初态核结构信息（比如原子核变形、alpha团簇与核子核子关联）。
