La línia de recerca “Física experimental de neutrins i astropartícules” cobreix una àmplia gamma de temes de recerca que es troben en la interfície de la física de partícules, l’astrofísica i la cosmologia. Aquest nou camp anomenat física d’astropartícules constitueix un nou domini interdisciplinari emergent amb un gran impacte en ambdues àrees de coneixement i un gran potencial de descobriment.
La línia s’ha desenvolupat entorn d’un tema comú: el neutrí, i ha donat lloc a dues sublínies clarament identificades: "física experimental d’astropartícules", que es desenvolupa entorn de l’astronomia de neutrins amb els telescopis ANTARES i la futura infraestructura KM3NeT, l’estudi dels neutrins atmosfèrics, els neutrins de supernova, els acceleradors còsmics, partícules exòtiques i la cerca de la matèria fosca, i "física de neutrins", que té com a principal objectiu l’estudi de les propietats intrínseques dels neutrins, oscil·lacions de neutrins (T2K) i si el neutrí és una partícula de Majorana o no (NEXT). Ambdues línies, si bé amb diferents mètodes tecnològics i instrumentals, persegueixen objectius comuns i comparteixen temes de recerca. Per començar, les oscil·lacions de neutrins requereixen grans detectors d’aigua –la línia de física de neutrins està involucrada en l’experiment T2K, basat en el voluminós detector de 50 kton Super-Kamiokande, el qual pot observar neutrins de supernoves. D’altra banda, l’estudi dels neutrins atmosfèrics i còsmics en ANTARES i KM3NeT pot fer més llum en l’estudi de les oscil·lacions de neutrins i obrir una nova finestra a l’univers. Finalment, però no menys important, la pròxima Xenon TPC que es construirà al laboratori subterrani de Canfranc per estudiar les desintegracions doble beta sense neutrins (l’observació de les quals seria un senyal que els neutrins són partícules de Majorana) també es pot utilitzar per a buscar WIMP, cosa que també es pot realitzar amb detectors de gran volum sota l’aigua com Antares i KM3NeT.
En l’actualitat, les principals línies de recerca i els temes són els que segueixen:
- Oscil·lacions de neutrins, experiments SciBooNE i T2K
- Desintegracions doble beta. Experiment NEXT. Laboratori subterrani de CANFRANC
- Telescopis de neutrins còsmics ANTARES i KM3NeT
- Neutrins còsmics d’alta energia. Astronomia de neutrins
- Cerca de matèria fosca
