Fizyka kwantowych gazów atomowych: fermionowy gaz unitarny, nadciekłość, termodynamika, egzotyczne fazy, kondensacja B-E, dynamika wirów kwantowych, hydrodynamika.

Dynamika jądrowa: rozszepienie, fuzja, rozszczepienie wymuszone, reakcje jądrowe przy niskich energiach.

Fizyka gwiazd neutronowych: struktura, stabilność, nadciekłość,wiry kwantowe.

Metody teoretyczne opisu kwantowych układów wielu ciał:
- metoda całek po trajektoriach (Path Integral Monte Carlo),
- teoria funkcjonału gęstości energii (statyczna i zależna od czasu)
- dynamika nieliniowa, metody semiklasyczne,
- nierównowagowa mechanika statystyczna (zjawiska transportu).

Metody obliczeniowe:

• symulacje dynamiki układów silnie skorelowanych fermionów (w stanie nadciekłym) na sieci z wykorzystaniem superkomputerów (np. SUMMIT - USA, LUMI - Finlandia, PIZ DAINT - Szwajcaria, TSUBAME - Japonia),

• metody opisu statycznych własności układów wielu fermionów metodami: Hybrid Monte Carlo, Determinantal Monte Carlo i Green's Function Monte Carlo, przy użyciu superkomputerów.

Działalność dydaktyczna

• Wykłady przygotowane i prowadzone na Wydziale Fizyki PW: Mechanika kwantowa I, Mechanika kwantowa II, Fizyka kwantowa, Nuclear and elementary particle physics, Metody numeryczne, Wprowadzenie do kwantowej teorii pola, Superfluidity and superconductivity.
  

• Wykład z Fizyki ogólnej dla Wydziału Geodezji i Kartografii PW.

• Wykład Elements of Nuclear Physics na kierunku Nuclear Engineering Wydział MEiL.

Promotor prac doktorskich:

1. dr Krzysztof Zberecki, obrona w 2007 r.

   tytuł rozprawy: „Analiza korelacji oktupolowych w jądrach atomowych”.

2. dr Gabriel Wlazłowski, obrona w 2010 r.

   tytuł rozprawy: „Zbadanie właściwości rozrzedzonego gazu silnie oddziałujących fermionow Metodą Monte Carlo”.

      3. dr Buğra Tṻzemen, obrona w 2022 r.

        tytuł rozprawy: "Spin-polarized impurities in ultracold Fermi gas"

Działalność organizacyjna:

• Członek Komitetu Ewaluacyjnego European Center for Theoretical Studies in Nuclear Physics and Related Areas (ECT*) w Trydencie (od 2023)
  

• Członek Rady Naukowej Środowiskowego Laboratorium Ciężkich Jonów UW (kadencja: 2021-2024)

• Współorganizator konferencji "Nonequilibrium phenomena in superfluid systems" w latach 2019, 2020, 2023.

• Kierownik Zakładu Fizyki Jądrowej Wydziału Fizyki PW -  od 2014 roku.

• Członek panelu ekspertów Narodowego Centrum Nauki – od 2011 roku.

• Nominowanie kandydatów do Nagrody Nobla z fizyki - od 2011 roku

• Nominowanie kandydatów do Nagrody Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej - od 2014 roku.

• Członek Komisji ds Jakości Kształcenia na Wydziale Fizyki PW – (lata: 2011 - 2013).

• Członek Rady Konsorcjum EAGLE w Środowiskowym Laboratorium Ciężkich Jonów w Warszawie – od 2009 roku.

• Członek Komitetu Eksperymentów w Środowiskowym Laboratorium Ciężkich Jonów w Warszawie – (lata: 2009 - 2016)
  

• W latach 2002-2004 kierownik studiów doktoranckich na Wydziale Fizyki PW.

• Kierownik pracowni Struktury Jądra Atomowego – od 2003 roku .

• Współorganizator seminariów Zakładu Fizyki Jądrowej – od 2003 roku.

• Przewodniczący Komisji Egzaminów Dyplomowych (specjalność: Fizyka Komputerowa) – od 2005 roku.

• Współorganizator konferencji: Shell-Model 1997, Sztokholm, Szwecja, 1997.

• Recenzent czasopism: Physical Review A i C, Physical Review Letters, Nuclear Physics A, Journal of Physics A.

• Członek Polskiego Towarzystwa Fizycznego od 1991 roku.

• W latach 1991-2000 członek Europejskiego Towarzystwa Fizycznego (EPS).