NCBJ prowadzi badania podstawowe w dziedzinach: fizyka cząstek elementarnych, fizyka jądrowa oraz astrofizyka. Centrum aktywnie uczestniczy w międzynarodowej współpracy z Europejską Organizacją Badań Jądrowych CERN, skupiając się na badaniu oddziaływań podstawowych, neutrino oraz struktur hadronów. W kręgu zainteresowań NCBJ znajdują się również: struktury o dużych skalach we Wszechświecie, grawitacja kwantowa, promieniowanie kosmiczne oraz zgłębianie tajemnic ciemnej materii i energii.

Fizyka jądrowa Prowadzimy badania dotyczące m.in. struktury i właściwości jąder atomowych, ze szczególnym uwzględnieniem syntezy i stabilności jąder ciężkich; wzbudzenia nukleonów, strukturę spinu, trwałe momenty dipolowe elektryczne protonów i deutronów oraz mechanizmy reakcji jądrowych; właściwości plazmy kwarkowo-gluonowej powstającej w kolizjach najcięższych jąder. Prowadzimy prace związane z  projektowaniem i budową detektorów do fizyki jądrowej oraz z zastosowaniem metod jądrowych w badaniach materiałowych i w dziedzinie biologii.

Fizyka cząstek elementarnych i neutrin Zajmujemy się oddziaływaniami i strukturami hadronów za pomocą chromodynamiki kwantowej (QCD) oraz eksplorujemy modele poza standardowym modelem cząstek.

Współpracujemy w wielu eksperymentach CERN. Badamy właściwości bozonu Higgsa i poszukujemy nowej fizyki, w ramach eksperymentu CMS. Bierzemy udział w eksperymentach LHCb i ALICE, gdzie badane są naruszenia symetrii CP w rozpadach kwarków oraz prowadzone są analizy zachowania materii produkowanej w kolizjach jądro-jądro. Uczestniczymy w eksperymencie COMPASS, który polega na obserwacji struktur nukleonów i wykonaniu spektroskopii hadronów.

NCBJ ma  istotny wkład w badaniu neutrin,w eksperymencie T2K. Angażujemy się również w astrofizykę neutrinową oraz poszukiwanie ciemnej materii poprzez projekt Super-Kamiokande

Fundamental research

Badania astrofizyczne NCBJ obejmują:  kosmologię obserwacyjną, astrofizykę, fizykę promieniowania kosmicznego oraz studia teoretyczne dotyczące modeli kosmologicznych i grawitacji.

  • Zajmujemy się strukturą Wszechświata w dużej skali i powstawaniem galaktyk (projekty VIPERS i VVDS).
  • Badamy kosmiczne tło podczerwieni oraz kosmiczne promieniowanie mikrofalowe, dostarczając wglądu we wczesne stadia Wszechświata (AKARI i Planck).
  • Wykrywamy i analizujemy fale grawitacyjne, które są drganiami przestrzeni spowodowanymi katastroficznymi zdarzeniami astronomicznymi (..).
  • Uczestniczymy w analizach promieniowania kosmicznego i próbujemy odpowiedzieć na pytanie: skąd pochodzą ultrawysokoenergetyczne promienie kosmiczne w naturze? (JEM-EUSO)

Opracowujemy modele kosmologiczne, które wyjaśniają ewolucję i zachowanie się Wszechświata oraz zgłębiamy teorie klasycznej i kwantowej grawitacji, w celu zrozumienia fundamentalnych sił kształtujących kosmos.