Работает в Институте с 1971 года, пройдя путь от младшего научного сотрудника до заведующего Лабораторией новых методов регистрации нейтрино и других элементарных частиц.

Получил широко известные научные результаты в области нейтринной физики и астрофизики высоких и сверхвысоких энергий. В начале 60-х им совместно с М.А.Марковым рассмотрены возможности создания крупномасштабных подземных детекторов космических нейтрино высоких энергий, выдвинуто предложение по поиску нейтрино от "точечных" астрофизических объектов (нейтринная астрономия).

Им были проведены первые расчёты сечений взаимодействия нейтрино с нуклонами, электронами, ядрами в широком интервале энергий от 10⁹ до 10²⁴ эВ, рассчитаны энергетические спектры и угловые распределения атмосферных нейтрино высоких энергий. В 1965 году им совместно с М.А. Марковым предложены эксперименты по детектированию нейтрального и заряженного промежуточных бозонов в резонансных антипротон-протонной и антипротон-нейтронной реакциях.

Проблема существования реликтовых магнитных монополей Дирака впервые рассмотрена им совместно с Г.В.Домогацким в 1969 г. В рамках модели "горячей" Вселенной.

В 70-х – 80-х годах он активно участвует в разработке оптического и акустического методов глубоководного детектирования космических нейтрино и других элементарных частиц сверхвысоких энергий в Мировом океане (проект ДЮМАНД), в работах по созданию оптического нейтринного телескопа НЕСТОР и акустического нейтринного телескопа САДКО в Средиземном море.

Им совместно с Г.А.Гусевым предложен Радиоволновой антарктический мюнный и нейтринный детектор (РАМАНД) для регистрации черенковского радиоизлучения каскадов, производимых нейтрино с энергиями выше 10¹⁴ эВ в ледовых массивах Антарктиды.

Он совместно с Р.Д.Дагкесаманским впервые рассмотрел возможности использования больших действующих радиотелескопов для детектирования радиоизлучения электронно-фотонных и адронных каскадов, возникающих при взаимодействиях нейтрино и других частиц супервысоких энергий (больших 10²⁰ эВ) с Луной и другими космическими телами.

С начала века он организует разработку координатно-чувствительных сцинтилляционных детекторов гамма квантов, нейтронов и заряженных частиц на основе мультипиксельных лавинных фотодиодов.