复旦大学现代物理研究所核物理方向依托核物理中心开展研究工作，致力于通过理论与实验深度融合，依托国内外大科学装置，开展跨能量尺度的核物理研究，覆盖核结构、核反应、夸克胶子等离子体、光核物理及核天体物理等多学科交叉领域，并通过核物理与离子束教育部重点实验室及国家基金委理论物理专款上海核物理理论研究中心、教育部重离子物理创新引智基地等研究与交流平台，推动国内外深度合作与原创性成果产出。当前核物理中心由现代物理研究所马余刚院士领导。该方向现有职工22人，包括中科院院士1人，国家自然科学基金青年A类（原国家杰出青年基金）获得者5人，国家自然科学基金青年B类（原国家优秀青年基金）、中组部青年拔尖人才、国家基金海外优青等多人形成老中青结合的创新型研究队伍，并拥有在读研究生约80人、博士后12名。

现代物理研究所核物理方向承担了基金委重大项目、创新研究群体项目、重点项目、科技部重点研发项目、科学院先导专项等部委级重要科研项目。依托实验室面积达2000平方米，配备探测器研发所需的完整仪器设备及高性能计算平台（5000计算核心、存储5PB），全面支持探测器模拟、实验数据分析与理论计算需求，为核物理前沿研究提供了坚实的硬件保障。

核物理方向团队参与多个国际合作实验和国内大科学装置的研发工作，取得丰硕成果：包括欧洲核子研究中心的ALICE国际合作实验、美国布鲁克海文实验室的RHIC-STAR和sPHENIX国际合作实验、俄罗斯NICA国际合作实验、美国FRIB实验室的国际合作，以及基于国内兰州重离子加速器、上海光源伽马射线站和锦屏地下实验室开展核物理相关研究。在反物质实验探测方面实现多项首次突破，包括观测到反超氚核、反氦4粒子，测量反质子-反质子相互作用，精确测量正-反超氚核质量；首次发现反应末态粒子整体自旋排列现象，率先开展跨能量尺度原子核结构测量；探究极端条件下的奇异核结构与衰变，原子核中奇特团簇结构；在手征反常效应、重味物理等领域实现理论创新；基于新型X射线光源，研究原子核系统的量子调控新机制。相关成果两次入选“中国科学十大进展”，获国家自然科学奖二等奖，并发表于《自然》、《科学》、《物理评论快报》等顶级期刊。