最近北京大学物理学院技术物理系裴俊琛，许甫荣课题组首次实现了基于介质中的相似重整化群方法IMSRG进行致密核物质的非微扰第一性原理计算，为我国的中子星研究提供了一个自主的先进的理论基础平台。论文发表在[“Non-perturbative calculations of nuclear matter using in-medium similarity renormalization group”, Physics Letters B 862(2025)139350]。

第一性原理计算从现实核力出发可以最大程度上减少模型相关性，也为理解核力与强相互作用提供了必要手段，是目前核物理的最前沿方向。随着引力波探测的出现，科学家通过中子星观测来约束致密核物质状态方程引起了广泛的兴趣。研究冷的致密核物质是描述从核物质到夸克物质相变过程的前提，但是很难通过核反应实验直接研究。所以基于精确的手征有效场论核力与先进的多体理论方法来可靠的计算致密核物质十分关键。

课题组首次实现了基于介质中的相似重整化群方法IMSRG进行核物质的第一性原理非微扰计算。IMSRG方法在有限核计算中已有成功的应用， 这是该方法首次应用于核物质计算， 并采用了手征两体和三体核力。因为致密核物质是强关联体系，所以非微扰计算是必要的。课题组自主发展了计算程序，在一个框架下同时实现了多体微扰理论MBPT与耦合簇理论Coupled Cluster的计算，在采用硬核力时不同方法有明显差别。在中子星有关的研究中，核物质状态方程是一个关键的输入量。所以该工作为国内中子星研究提供了一个自主的先进的理论基础平台。

图：第一性原理计算对称核物质

许甫荣团队在核结构第一性原理计算有多年积累并取得了有影响力的成果。此前裴俊琛组在中子星内部的声速结构约束也做出了有意思的工作（Phys. Rev. C 108, 065806(2023)）。本工作为未来致密核物质相关的前沿交叉问题研究提供了基础。论文的第一作者甄昕，是物理学院首批“培优计划”博士生，裴俊琛研究员为通讯作者，合作者包括许甫荣教授，博士生胡荣哲，商浩宇，陈佳炜，也都做出了重要贡献。

论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.physletb.2025.139350