宇宙空間には宇宙線と呼ばれる高いエネルギーの粒子が飛び交っています。宇宙で最高のエネルギーを持つ超高エネルギー宇宙線がどこでどの様に作られているのか、現代の天体物理学においてもいまだによく分かっていません。地上での実験によって、そのような宇宙線が多く飛来してきている領域があることが分かってきましたが、どの天体が起源かはよくわかっていません。この謎を解き明かすため、宇宙に大型の観測器を打ち上げてこのような宇宙線の観測をするため図のようなJEM-EUSOプログラム（※1）という一連の実験を国際的な共同研究で進めています。これにより多くの超高エネルギー宇宙線を観測し、新しい天文学を創始することを目指しています。

暗黒物質はその存在が確実視され、宇宙全体の質量-エネルギーのおおよそ3割を占めると考えられています。これまでに数多くの暗黒物質の探索がされてきましたが未だ発見に成功していません。我々は、このような暗黒物質の候補粒子や太陽系外から飛翔する高速の流星体が大気中で高速で飛翔するときの発光をこれまでにない超高感度のカメラを米国ユタ州に設置して探索を行うDIMS計画を国際的な共同研究で進めています。これにより宇宙や太陽系の成り立ちに関する重要な情報を得ることを目指して研究しています。

宇宙から地球に飛来する高エネルギーガンマ線や宇宙線がどこでどのように作られているのか、太陽系内の磁場がどのようになっているのか、宇宙線の組成はどのようになっているのかなどを研究するために高度4,300ｍのチベット高原に多数の検出器群を設置して研究を行うチベットASガンマ実験（※2）を日中共同で30年以上も継続して研究をしています。2019年には史上最高のエネルギーのガンマ線を検出した結果を発表しました。（※3）