2017年，理論預言并首次實驗發現了三重簡并點半金屬WC家族材料，發現其中的三重簡并費米子型準粒子激發，為在凝聚態物質中探索非常規費米子激發提供了新思路、新方法。

2018年，首次在鐵基超導體鐵碲硒材料中發現了拓撲超導表面態，并在該材料中發現了零能的馬約拉納束縛態，對構建穩定的、高容錯、可拓展的未來量子計算機的應用具有重要意義。

3 粒子物理與核物理研究

中科院依托相關國家重大科技基礎設施并牽頭重大國際合作，在強子物理、核物理、中微子物理、高能量前沿等方面取得一系列具有國際影響力的科學成果。

1990年以來，高能所依托北京正負電子對撞機（BEPC）、北京譜儀（BES）實驗精確測量了τ輕子質量及R值，發現了X(1835)新粒子。2013年，北京譜儀Ⅲ實驗發現了“四夸克物質” Zc(3900)，是對傳統夸克模型中物質只含2個或3個夸克的重大突破，在美國物理學會《物理》評出的當年度物理學領域11項重要成果中位列榜首。

1992年，利用蘭州重離子研究裝置，上海原子核所（現“上海應物所”）獲得了新核素鉑-202，這是中國科學家首次合成的新核素。20世紀90年代以來，近代物理所合成了34種新核素，首次高精度測定一批短壽命原子核質量，建成國際核質量數據評估中心。這些新核素的產生是中國科學家在遠離穩定線核的合成和研究中取得的重大成果。

2011年，上海應物所在參加RHIC-STAR核物理國際合作研究中，與美國科學家合作，為首次發現迄今最重的反物質粒子——反氦核，發揮了關鍵作用。

2012年，由高能所牽頭的國際合作研究團隊在大亞灣反應堆中微子實驗發現了中微子振蕩新模式，精確測得中微子混合角θ13值，標志著我國中微子實驗研究從無到有步入世界前列。該成果入選美國《科學》 2012年十大科學突破，獲2013年度中國科學院杰出科技成就獎、2016年度國家自然科學獎一等獎、2016年度國際基礎物理學突破獎。

由高能所牽頭的中國研究團隊在2012年歐洲核子中心大型強子對撞機國際合作實驗中，為發現希格斯粒子及其性質研究作出了直接貢獻。

4 有機分子簇集和自由基化學研究

物理有機化學是有機化學的理論基礎，主要涉及結構、介質和化學特性、物理特性之間的關系。上海有機所經過近20年努力，圍繞物理有機化學前沿領域兩個重要方面——有機分子簇集和自由基化學，進行了深入系統的研究。獲2002年度國家自然科學獎一等獎，填補了該獎項此前連續4年的空缺。

有機分子簇集和自卷研究成果，對在分子水平上理解某些生命現象及設計治療動脈粥樣硬化疾病的藥物具有重要理論啟示。自由基化學研究建立了當時國際上最完整、最可靠的反映取代基自旋離域能力的參數，被國際同行認為是里程碑式的工作。這兩個方面涉及有機化合物的結構效應和介質效應，是物理有機化學研究的核心內容之一。

5 納米科技創新