孙保元教授团队的研究方向主要有：

一． 核物质及有限核中双中子关联的研究

对关联在超导、原子核以及超冷原子气体等研究中起着重要的作用。近来，弱束缚 丰中子奇特核的晕现象以及双中子对在低密度情形下可能的 BCS-BEC crossover 现象引 起了人们对于双中子空间关联新的研究兴趣。基于相对论 Bogoliubov 理论方法对核物质及有限核中的双中子关联特征进行研究。

1. B. Y. Sun, T. Hirosh and J. Meng, Phys. Lett. B 683,134 (2010)

2. T. T. Sun, B. Y. Sun and J. Meng, Phys. Rev. C 86, 014305 (2010)

二． 中子星物理的理论研究

2017年LIGO和Virgo重力波探测合作组观测到GW170817双中子星合并事件，推动了核天体物理的发展，使得人们对于中子星的研究迈入新的台阶，迎来了中子星研究的黄金时期。

孙保元教授团队基于含交换项的协变密度泛函理论，长期致力于对中子星状态方程的研究，在中子星β平衡，中子星冷却，中子星质量半径等研究方向取得系统性的成果。

1. B. Y. Sun, W. H. Long, J. Meng and U. Lombardo, Phys. Rev. C 78, 065805 (2008)

2. B. Qi, N. B. Zhang, S. Y. Wang, B. Y. Sun, Chin. Phys. Lett 11, 112101 (2015)

3. Z. Qian, R. Y. Xing, J. R. Niu and B. Y. Sun, Phys. Rev. C 97 025801 (2018)

4. B. Y. Sun, Z. W. Liu and R. Y. Xing, AIP Conference Proceedings 2128,020020 (2019)

三． 核物质对称能相关研究

核物质状态方程中同位旋不对称部分由对称能相关物理量来描述。目前人们主要基于地面实验室以及天文观测的共同约束，来探索对称能相关物理的研究。孙保元教授团队基于含交换项的协变密度泛函理论，探索了核物质对称能相关物理。

1. 孙保元*  SCIENTIA SINICA 46, 012018 (2016)

2. Z. W. Liu, Z. Qian, R. Y. Xing, J. R. Niu and B. Y. Sun, Phys. Rev. C 97, 025801 (2018)

四． 超核物理的相关研究

超核是含奇异重子的原子核，目前超核的研究为实验的前沿领域。孙保元教授团队采用含交换项的协变密度泛函理论，基于前期对含超子的中子星的研究基础，系统性开展单Λ超核、单Ξ超核、双Λ超核及多Λ超核结构相关研究。通过分析结合能与半径、单粒子能级结构与相对论对称性、形变与位能曲面等超核性质，探索超核中的新奇现象，探索交换项相关的新物理，为明确重子-重子相互作用在不同核介质中的行为及其微观物理机制提供有效信息。

1. W. H. Long, B. Y. Sun, K. Hagino and H. Sagawa, Phys. Rev. C 85,025806 (2012) 

五． 机器学习的相关研究

近年来，神经网络方法在核物理中广为使用。其中在原子核裂变产额分析，原子核质量评估，原子核巨共振，以及核天体物理中都取得了丰富的成果。孙保元教授团队基于神经网络方法，研究了原子核巨共振相关物理。

1. J. H. Bai, Z. M. Niu, B. Y. Sun, Y. F. Niu, Phys. Lett. B 815, 136147 (2021)