l 粒子天体物理：研究早期宇宙、霍金辐射、Schwinger效应及引力场中正反粒子对的产生过程中相对论与量子力学耦合效应，及其在致密天体中的应用。
l 弯曲时空量子场论：探讨强电磁场与弯曲时空背景下的量子纠缠特性、贝尔不等式违反行为、Berry相位、相位涡旋、高能涡旋粒子动力学以及引力原子系统的理论问题。
l 高能粒子物理：专注于部分子分布函数及相关部分子结构的研究，以及粒子物理标准模型的理论扩展与实验检验。
l 强场物理：研究强场量子电动力学（QED）真空中及等离子体环境下超相对论性涡旋和自旋分辨正负电子对与伽马光子的产生及其在粒子物理和天体物理中的应用。
l 快速射电暴与伽马射线暴物理：基于Schwinger机制，从量子场论角度研究快速射电暴（FRB）的起源；并从量子场论出发，探讨伽马射线暴（GRB）中携带内禀轨道角动量的涡旋伽马光子的产生与观测特征。
l 粒子与天文涡旋非线性散射过程：聚焦于粒子与天体物理中的涡旋非线性康普顿散射（VNCS）和非线性Breit-Wheeler（VNBW）过程，重点研究其中量子纠缠性质、贝尔不等式违反行为、极端相对论性正反粒子对的产生机制，以及相关过程的观测信号与天体物理应用。
l 宏观物体的量子效应：探索在天体物理尺度下宏观物体之间是否存在由《第三次量子化》所描述的量子耦合与关联现象。
● 恒星级黑洞中微子主导吸积流模型 （Neutrino-Dominated Accretion Flow,简称 NDAF）
● 致密星多信使天文学（千新星，MeV中微子，引力波）
● 双星演化星族合成
● 星系化学演化
● 引力透镜
当前我主要研究SMBH周围天体的动力学过程及其与SMBH的吸积过程，聚焦于星系核附近的周期性暂现源，包括重复潮汐瓦解事件(rpTDEs)、准周期X-ray爆发(QPEs)。此外，我也对脉冲星物理和致密双星有所兴趣并保持关注。
研究领域：类地行星和小行星的形成与演化。
研究手段：结合天体力学数值模拟方法和地球科学样品数据进行交叉研究，主要通过N-body轨道计算、SPH撞击模拟解译行星样品记录的早期太阳系中类地行星和小行星的形成与演化过程。
日冕与行星际物理，磁流体力学数值模拟，包括：
（1）基于观测数据限制/驱动的太阳爆发和行星际介质动力学的数值建模；
（2）暗条的形成、动力学和精细结构；
（3）日冕三维磁场的数值重构方法；
（4）太阳爆发相关的波动现象;
（太阳活动区的三维磁场演化：Guo et al. 2024, ApJ）
（暗条物质形成与振荡：Guo et al. 2021, ApJ）
（日冕磁绳模型：Schmieder, Guo & Poedts, 2024, RMPP）
（日冕极紫外波：Y. W. Li, Guo et al. 2025, A&A）
研究兴趣是‘太阳物理+ 深度学习’的交叉研究。
研究手段包括观测、磁场重构、磁流体力学模拟和神经网络深度学习。
未来的努力方向是：力图将‘磁流体力学模拟’与‘神经网络深度学习’这两种数值方法结合起来，为更好地理解太阳活动等复杂系统中的物理过程提供新的思路和方法，探秘太阳爆发活动，展望未来太阳与地球和人类的关系。
Cosmic masers
Circumstellar envelopes of evolved stars
Supernova remnants interacting with ISM
Star formation
Kinematics and dynamics of interstellar medium
主要从事星际介质与恒星形成领域的理论与观测研究，重点关注湍流、磁场与引力在多尺度下的动力学耦合机制。
此外，致力于天文学与人工智能的交叉研究 (AI for Astronomy)。探索利用受限扩散模型 (Constrained Diffusion) 等非线性算法重构星际介质的物理场，并尝试通过“方程 vs AI”的视角，研究生成式模型在物理场景下的可解释性 (AI Interpretability) 问题。