Научная работа на кафедре, в основном, ориентирована на крупнейшие международные проекты и эксперименты, финансируемые Минобразованием РФ, Минатомом РФ, Роскосмосом, Российским фондом фундаментальных исследований и международными фондами (МНТЦ, ИНТАС и др).

Научные группы:

• Научная группа проф. Матвеева В.А. вместе с исследователями из ИЯИ РАН и ОИЯИ (г. Дубна) участвует в крупных международных экспериментах в области физики высоких энергий, в том числе - в исследованиях актуальных проблем физики нейтрино, среди которых эксперименты по подтверждению нейтринных осцилляций (OPERA, СМS и другие);
• Научная группа ALICE (руководитель - проф. Григорьев В.А.) является членом международного сотрудничества ALICE в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН). Эксперимент ALICE является одним из крупнейших и предназначен для исследований горячей и супер плотной ядерной материи. Группа отвечает за создание и обслуживание триггера пуска детектора Т0 как часть ALICE на коллайдере LHC;
• Научная группа Гамма-400 (доцент Рунцо М.Ф.) участвует в поисках темной материи во Вселенной. Группа занимается разработкой и установкой на борту спутника сцинтилляционных детекторов на основе кремниевых ФЭУ, которые обеспечивают эффективную регистрацию гамма-лучей супервысоких энергий, идущих от темной материи;
• Научная группа проф. Куденко Ю.Г. вместе с исследователями из ИЯИ РАН занимается изучением проблем в области физики нейтрино. Группа активно участвует в крупных международных проектах, посвященных нейтринных осцилляций (AIDA, Т2К т.д.);
• Научная группа проф. Пяткова Ю.В.. изучает свойства экзотических ядер и экзотических видов ядерного деления, которые происходят в ион-ионных столкновений на ускорителях ОИЯИ (Дубна), университетов Jyuvascula (Финляндия), Германии, Франции и т.д.;
• Группа во главе с доцентом Наумовым П.Ю. разрабатывает и изучает микропроцессорные системы для применения в жестких условиях космической среды.
• Группа доцента Каплина В.А. совместно с рядом других отделов МИФИ и некоторых научно-исследовательских институтов в Москве разрабатывает и изучает свойства ФЭУ нового типа на основе кремния (КФУ) с целью их применения в космических исследований;
• Группа доцента Кушина В.В. совместно с сотрудниками ГНЦ РФ-ИМБП РАН участвует в исследованиях радиационной обстановки на борту Международной космической станции (МКС), разрабатывает методики измерения первичного и вторичного космического излучения с использованием различных типов детекторов, изучает воздействие космической радиации на биологические объекты, а также проводит калибровки детекторов космического излучения на ускорителях заряженных частиц;
• Группа проф Пенионжкевича Ю.Э. и сотрудников Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ изучает процессы взаимодействия тяжелых и экзотических ядер, а также реакции жесткого взаимодействия ионов. Группа сотрудничает с со многими международными лабораториями.
• 
  Перечисленные выше направления не исчерпывают интересы преподавателей и научных сотрудников кафедры – проводятся также работы в области ядерной электроники, компьютерного моделирования экспериментов, космофизического и других направлений. Во всех перечисленных работах участвуют студенты, проходящие преддипломную практику и дипломное проектирование, а также аспиранты. Студенты, проходящие практику в московских НИИ, участвуют в широком круге международных экспериментов по физике элементарных частиц, физике тяжелых ионов, физике нейтрино и многих других.

Основные публикации:

• A.N. Tyukavkin, Yu.V. Pyatkov et al. Measuring the Nuclear Charge of Fission Fragments Using a Large Ionization Chamber—Part of the Double-Arm Time-of-Flight Spectrometer, Instruments and Experimental Techniques, 2009, Vol. 52, No. 4, pp. 508–518. Pleiades Publishing.
• P. Buzhan, B. Dolgoshein, A. Ilyin, V. Kaplin, S. Klemin, R. Mirzoyan, E. Popova, M. Teshima, The cross-talk problem in SiPMs and their use as light sensors for imaging atmospheric Cherenkov telescopes, Nuclear Instruments and Methods, A 610 (2009) p. 131-134.
• D. V. Kamanin, Yu. V. Pyatkov et al. Preliminary Results on Collinear Cluster Tripartition in 232Th + d (10 MeV) Reaction, Physics of Particles and Nuclei Letters, v7, № 2, (2010) 121–125.
• V. Pashkevich, Yu.V.Pyatkov et al. Collinear Cluster Tripartition in Fission of Actinide Nuclei, International Journal of Modern Physics E, V. 19, Issue 04, (2010) 718-724.
• Yu.V.Pyatkov et al. Collinear cluster tri-partition of 252Cf (sf) and in the 235U(nth, f) reaction, Eur. Phys. J., A 45 (2010) 29–37.
• Yu.V.Pyatkov et al. Europhysics News, V. 14 №4 (2010) (highlights).
• A.M. Galper, V.A. Kaplin, M.F. Runtso еt al. The possibilities of simultaneous detection of gamma rays and cosmic-ray electrons and positrons on the GAMMA-400 space observatory, Astrophys. Space Sci. Trans., 2011, Vol. 7, pp. 75–78.
• A.M. Galper, V.A. Kaplin, M.F. Runtso еt al. Scientific Tasks and Present Status of the GAMMA_400 Project. 2011.Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics No. 6, Vol. 75, pp. 875-877.
• V.A Kaplin et al. A SiPM Implementation for exploration of short light pulses by single photon method, Instruments and Experimental Techniques, in press (2013).