В области фундаментальных исследований:

• Измерены энергетические спектры и угловые распределения мюонов на ионизационном калориметре МИФИ (14 ICRC, Munich, 1975; 19 ICRC, La Jolla, 1985), детекторе NUSEX (Astropart. Phys., 1997), спектрометре БАРС (Изв. РАН. Сер. физ., 2001).
• На координатном детекторе ДЕКОР впервые измерены: абсолютная интенсивность потока мюонов в широком интервале зенитных углов для пороговых энергией от 1.5 до 7 ГэВ (29 ICRC, Pune, 2005; Ядерная физика, 2006; Изв. РАН. Сер. физ., 2007; 30 ICRC, Merida, 2007), альбедный поток мюонов с энергией выше 7 ГэВ (Intern. J. Mod. Phys., 2005; Изв. РАН. Сер. физ., 2005, 2015; 34 ICRC, Hague, 2015).
• Предложен и развит новый метод исследования ШАЛ по спектрам локальной плотности мюонов, позволяющий получать информацию о характеристиках космических лучей в рекордно широком диапазоне энергий первичных частиц 10^15 – 10^19 эВ в рамках одного эксперимента с помощью одной установки небольших размеров (29 ICRC, Pune, 2005; Ядерная физика, 2007; Nucl. Phys. В (Proc. Suppl.), 2007).
• На основе данных ДЕКОР по группам мюонов обнаружено увеличение показателя наклона первичного спектра вблизи 10^17 эВ («второй излом», Изв. РАН. Сер. физ., 2009) и избыток групп мюонов в области первичных энергий порядка 10^18 эВ, что свидетельствует о возможном вкладе новых процессов генерации многомюонных событий (Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.), 2009; Ядерная физика, 2010; Изв. РАН. Сер. физ., 2011).
• Предложен и развит новый подход к интерпретации излома спектра космических лучей в атмосфере (27 ICRC, Hamburg, 2001; Nucl. Phys. В (Proc. Suppl.), 2003; Изв. РАН. Сер. физ. 2007; NIM A, 2008; Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.), 2011; NIM A, 2014).
• Впервые экспериментально исследовано влияние магнитного поля Земли на интенсивность групп мюонов на поверхности; предсказан и экспериментально выделен эффект компланарности треков мюонов в группах в плоскости, определяемой осью ШАЛ и вектором силы Лоренца (Изв. РАН, сер. физ., 2007; 30 ICRC, Merida, 2007).
• Проведен поиск новых физических процессов (частиц, состояний материи), ответственных за образование мюонов сверхвысоких энергий, которые могут объяснить: образование анти-Кентавров в эксперименте "Тянь-Шань" (Ядерная физика, 2008), проникающих каскадов в эксперименте "Памир" (Изв. РАН сер. физ., 2009, Nucl. Phys. В (Proc. Suppl.), 2009) и избытка мюонов с энергией выше 100 ТэВ в Баксанском подземном сцинтилляционном телескопе (Ядерная физика, 2009; Изв. РАН. Сер. физ., 2011; Astropart. Phys., 2012).
• Получены первые в мире результаты по энерговыделению групп мюонов в наклонных ШАЛ. Выявлена существенная зависимость среднего удельного энерговыделения (и, соответственно, средней энергии мюонов в группах) от зенитного угла (КСФ, 2014; Изв. РАН. Сер. физ., 2015; 34 ICRC, Hague, 2015) и плотности мюонов (JPCS, 2016). Измерены спектры локальной плотности электронной и мюонной компонент с помощью системы сцинтилляционных счетчиков и подтверждено увеличение показателя наклона спектра плотности мюонов при первичных энергиях порядка 10^17 эВ (Изв. РАН. Сер. физ., 2015; 34 ICRC, Hague, 2015).
• Измерены электромагнитные каскадные кривые в железе в диапазоне 500 - 2000 ГэВ (Изв. АН. Сер. физ., 1977) и в воде (на основе регистрации черенковского света) в диапазоне 3 – 1000 ГэВ (Изв. РАН. Сер. физ., 2013; Journal of Physics: Conference Series, 2013, Письма в ЭЧАЯ, 2014), а также впервые измерено пространственно-временное распределение черенковского излучения каскадных ливней в воде (JPCS, 2016; Яд.физ. и инж., 2016), получен энергетический спектр каскадных ливней в интервале энергий от 100 ГэВ до 20 ТэВ ( Изв. РАН. Сер. физ., 2017).
• Международной группой ученых проведен анализ экспериментов по регистрации мюонов ШАЛ и показано, что данные НЕВОД-ДЕКОР (площадь 70 кв.м) перекрывает рекордный диапазон энергий первичных частиц (3х10^14 – 3х10^18 эВ), превышающий данные IceCube (площадь 1 кв. км) и достигает данных обсерватории «Пьер Оже» (площадь 3000 кв. км) (UHECR, Paris, 2018) 

В области прикладных исследований:

• Предложен и опробован новый подход к исследованию активных процессов в атмосфере (межд. конф. "Физика атмосферного аэрозоля", 1999; Всеросс. конф. "РИСК-2003") и околоземном пространстве (Астрономич. вестник, 2000; 29 ICRC, Pune, 2005).
• Обнаружены устойчивые квазипериодические колебания интенсивности мюонов от активных турбулентных процессов (Изв. РАН. Сер. физ., 1999; Intern. J. Mod. Phys. A, 2005).
• Обнаружено изменение азимутальной анизотропии потока мюонов космических лучей в период активной фазы форбуш-понижений (Изв. РАН. Сер. физ., 2003; 29 ICRC, Pune, 2005) и разработаны методы анализа форбуш-эффектов, учитывающие особенности их проявления в потоке мюонов космических лучей и возможности мюонных годоскопов (Изв. РАН. Сер. физ., 2009; 31 ICRC, Lodz, 2009; Изв. РАН. Сер. физ., 2011, 2013; Journal of Physics: Conference Series, 2013).
• Получены корреляционные зависимости между угловыми вариациями потока мюонов на поверхности Земли и грозовой активностью в московском регионе и различными явлениями в магнитосфере (Изв. РАН. Сер. физ., 2007; 30 ICRC, Merida, 2007; Изв. РАН. Сер. физ., 2011).
• Впервые получены экспериментальные оценки барометрического и температурного коэффициентов для интенсивности групп мюонов на поверхности Земли и предложен новый механизм, объясняющий наблюдаемые вариации интенсивности мюонных групп (Изв. РАН. Сер. физ., 2011; 34 ICRC, Hague, 2015).
• Выполнены новые расчеты дифференциальных температурных коэффициентов для мюонных годоскопов и многонаправленных мюонных телескопов, необходимых для выделения вариаций интенсивности мюонов внеатмосферного происхождения (Astropart. Phys., 2011).
• На основе анализа данных мюонных годоскопов показано, что для 80% значимых возмущений в гелиосфере регистрируется отклик в потоке мюонов, причем в большинстве случаев за несколько часов до прихода возмущения к Земле (Изв. РАН. Сер. физ., 2009; 31 ICRC, Lodz, 2009).
• Получены оценки спектра солнечных космических лучей в событии GLE 13 декабря 2006 года в области энергий 5 – 25 ГэВ (Astropart. Phys., 2008, 31 ICRC, Lodz, 2009). Измерены долговременные вариации углового распределения потока мюонов за 2007 – 2011 гг. (Геомагнетизм и аэрономия, 2013).
• Впервые в потоке мюонов на поверхности зарегистрированы т.н. негеоэффективные солнечные события: корональные выбросы масс, фронт которых направлен в противоположную от Земли сторону (Advances in Space Research, 2014; 34 ICRC, Hague, 2015). Измерены пространственно-временные вариации потока мюонов космических лучей во время корональных выбросов масс (JPCS, 2016; 34 ВККЛ, Дубна, 2016; 25 ECRS, Turin, 2016). 

Разработка ядерно-физической аппаратуры

• Разработаны и созданы уникальные установки для исследования космических лучей на поверхности Земли: черенковский водный детектор НЕВОД с пространственной решеткой квазисферических модулей (Инженерная физика, 1999), модернизирована его регистрирующая система (Изв. РАН. Сер. физ., 2011; Ядерная физика и инжиниринг, 2011); координатно-трековый детектор ДЕКОР (27 ICRC, Hamburg, 2001; Изв. РАН. Сер. физ., 2002); широкоапертурные мюонные годоскопы ТЕМП (Изв. АН. Сер. физ., 1995; 24 ICRC, Roma, 1995), УРАГАН (29 1CRC, Pune, 2005; Изв. РАН. Сер. физ.; 2007, ПТЭ, 2008) и СцМГ (Astrophys. Space Sci. Trans., 2011).
• Разработана теория парметра для спектрометрии мюонов высоких энергий (NIM А, 1988; ЭЧАЯ, 1990); метод реализован при анализе данных детекторов NUSEX (Astropart. Phys., 1997), БАРС (Изв. РАН. Сер. физ., 1999, 2001) и БПСТ (Изв. РАН. Сер. физ., 2011). Изучены характеристики световых вспышек в акваториях Индийского и Тихого океанов как источника фона при регистрации черенковского излучения заряженных частиц (совместно с ТОИ; Доклады АН, 1988; "Световой фон океана", изд. Наука, 1990 г.).
• Исследованы характеристики акустического сигнала от пучка протонов в воде (Радиационная физика, 1987) и измерены акустические шумы в ряде горных озер для рабочих частот гидроакустического метода регистрации (Акустич. журнал, 1990).
• Разработаны и созданы узлы аппаратуры для использования в различных установках: квазисферический модуль для регистрации черенковского излучения в воде (16 ICRC, Kyoto, 1979), система светодиодной калибровки для Обсерватории «Пьер Оже» (РАО GAP notes, 2002; 29 ICRC, Pune, 2005), модули быстрого сбора информации со стримерных камер (29 ICRC, Pune, 2005), новая система амплитудного анализа БПСТ (ПТЭ, 2004), мультисекторный сцинтилляционный счетчик для эксперимента БАРС-ШАЛ (29 ICRC, Pune, 2005; NIM A, 2009), стенды для испытаний ФЭУ большого диаметра (препринт МИФИ, 2004), кластер сцинтилляционных счетчиков для установки НЕВОД-ШАЛ (Изв. РАН. Сер. физ., 2007, 2013; Journal of Physics: Conference Series, 2013), front-end электроника камеры для проекта TAIGA-IACT (34 ICRC, Hague, 2015).
• Создана Центральная часть ливневого детектора НЕВОД-ШАЛ, представляющая собой систему из 9 кластеров сцинтилляционных детектирующих станций, размещенных на крышах корпусов НИЯУ МИФИ и на поверхности Земли вблизи уникальной научной установки НЕВОД на площади порядка 10^4 кв.м., которые последовательно введены в эксплуатацию: 2015-2016 – 5 кластеров; 2017 – 2 кластера; 2018 – 2 кластера (34 ICRC, Hague, 2015; JINST, 2017; ICPPA, Moscow, 2015, 2018).
• Реализован кластерный подход к исследованию ШАЛ (ПТЭ, 2016; 34 ВККЛ, Дубна, 2016; 25 ECRS, Turin, 2016). Создан детектор для регистрации атмосферных нейтронов УРАН, который представляет собой систему из 6 кластеров сцинтилляционных счетчиков тепловых нейтронов (в каждом кластере по 12 счетчиков), размещенных на крышах корпусов 47 и 47Б НИЯУ МИФИ (34 ICRC, Hague, 2015; ICPPA, Moscow, 2015).
• Создана координатно-трековая установка на дрейфовых камерах (КТУДК), состоящая из двух плоскостей по восемь камер, общей площадью 30 кв. м.(JINST, 2017).