Die Astroteilchenphysik ist ein verhältnismäßig junger Bereich der Astrophysik mit dem Ziel, den Kosmos durch teilchenphysikalische Betrachtungen zu erforschen. Die Experimente befinden sich zum Teil an entlegenen Plätzen, wie dem Südpol oder der argentinischen Steppe. Das Forschungsspektrum der Astroteilchenphysik ist aufgrund der Interdisziplinarität sehr weit gefasst: Die Erforschung der Physik der kosmischen Strahlung und deren Wechselwirkungen untereinander fällt ebenso darunter wie die gezielte Untersuchung von Neutrinos, der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, von Gammablitzen und der Strahlung sogenannter aktiver Galaxienkerne.

Eine weitere Themenstellung befasst sich mit der Frage der Eigenschaften hochverdichteter hadronischer Materie, so wie sie im Inneren von Neutronensternen oder bei Supernovaexplosionen entsteht. Experimentell lassen sich diese Fragen durch die Untersuchung von Schwerionen-Reaktionen bei mehreren GeV pro Nukleon untersuchen. Hierzu beteiligt sich die Arbeitsgruppe am Aufbau des CBM Experimentes, insbesondere des RICH Detektors, an der FAIR Beschleunigeranlage der GSI Darmstadt.