Mein Forschungsgebiet ist die Astroteilchenphysik, das Grenzgebiet zwischen Teilchenphysik, Astrophysik und Kosmologie. Einen Überblick über die vielen Facetten dieses spannenden Gebietes gibt die Broschüre Neue Fenster zum Kosmos: Astroteilchenphysik in Deutschland. Seit den achtziger Jahren arbeite ich auf dem Gebiet der Neutrinoastronomie. Hier wird erklärt, was Neutrinos und Neutrinoastronomie sind. Mithilfe von Neutrinos wollen meine Kollegen und ich herausfinden, wo genau im Universum die höchstenergetischen kosmischen Strahlen erzeugt werden und wie die kosmischen Teilchenbeschleuniger funktionieren. Mit Neutrinoteleskopen suchen wir auch nach Kandidaten für die „Dunkle Materie“ und nach anderen exotischen Teilchen wie z.B. magnetischen Monopolen. Wir erforschen außerdem Phänomene der Teilchenphysik wie etwa Neutrino-Oszillationen. Einen ausführlichen Überblick über Geschichte und Status der Hochenergie-Neutrinoastronomie findet man in C. Spiering: Towards High-Energy Neutrino Astronomy und U. Katz and C. Spiering: High-Energy Neutrino Astrophysics: Status and Perspectives.

Am Anfang der Arbeiten der Astroteilchengruppe des DESY in Zeuthen stand das Pionierexperiment auf diesem Gebiet, das Baikal Neutrinoprojekt (siehe auch hier). Seit den neunziger Jahren liegt das Schwergewicht unserer Forschungsarbeiten am Südpol, wo wir im Rahmen einer großen internationalen Kollaboration das Neutrinoteleskop AMANDA betrieben haben und im Dezember 2010 den Bau des dreißig mal so großen Nachfolgeprojektes IceCube abgeschlossen haben (siehe auch hier). Mit IceCube ist uns im Jahr 2013 ein Durchbruch gelungen: wir haben die ersten Neutrinos aus kosmischen Beschleunigungsprozessen nachgewiesen (IceCube Collaboration: Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector. In: Science 342, 1242856, 2013 und hier). Diese Entdeckung wurde von der Zeitschrift PHYSICS WORLD zum Breakthrough of the Year 2013 gekürt.

Die weltweiten Anstrengungen der Neutrinoastronomen werden im Rahmen des Global Neutrino Network abgestimmt, das ich seit seiner Gründung im Jahr 2013 koordiniere.