Доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории Гамма-астрономии и реакторных нейтрино. Известный специалист в области экспериментальной астрофизики частиц, физики нейтрино, физики космических лучей и детекторов элементарных частиц, автор 453 научных работ, а также 1 патента; индекс Хирша по базе данных Web of Science: 39.

Работал приглашённым исследователем и профессором в ведущих университетах и институтах США, Германии, Франции, Италии, Финляндии, Японии, Китая, Греции; выступал с приглашёнными докладами на многочисленных международных и отечественных конференциях.

Является одним из создателей первого в мире глубоководного нейтринного эксперимента НТ200 на озере Байкал и черенковского эксперимента по изучению космических лучей высоких энергий Тунка, в которых были получены рекордные ограничения на природные потоки нейтрино высоких энергий, релятивистских и медленно движущихся сверхтяжёлых монополей, кандидатов на частицы тёмной материи; определена сложная структура энергетического спектра и массовый состав первичных космических лучей в диапазоне энергий от 10¹⁵ до 10¹⁷ эВ.

С его участием в эксперименте Double Chooz (Шо, Франция) впервые с высокой точностью измерен параметр осцилляций нейтрино - угол смешивания электронного и тау нейтрино, величина которого открывает возможность экспериментального определения CP-нарушающей фазы в лептонном секторе. В эксперименте GERDA (Гран Сассо, Италия) получено рекордное ограничение на период двойного безнейтринного бета распада ядра 76Ge. В эксперименте Telescope Array (Юта, США) впервые зарегистрирована анизотропия космических лучей ультравысоких энергий.

Разработан крупногабаритный вакуумный гибридный фотодетектор КВАЗАР-370 и ряд его модификаций с рекордными параметрами, ставшие основными детектирующими элементами экспериментов НТ-200, Тунка и QUEST (Кампо Императоре, Италия). Разработан и создан ряд быстродействующих высокоэффективных фотодетекторов и сцинтилляторов (кристаллических, пластиковых и жидких) для экспериментов на ускорителях и в астрофизике частиц.

Он является членом руководящих комитетов: международного крупномасштабного нейтринного эксперимента JUNO, международного эксперимента по космическим лучам и гамма-астрономии высоких энергий TAIGA, экспертов европейской программы по разработке детекторов фотонов SENSE; членом организационных и программных комитетов ряда международных конференций (RICH, LIGHT, X-РМТ), членом докторского диссертационного совета при ИЯИ РАН, рецензентом ряда ведущих международных журналов.

Под его руководством подготовлены и успешно защищены 4 кандидатские диссертации и 23 дипломные работы студентов МГУ, МИФИ, МФТИ и ИГУ.