입자물리학의 관점에서 우주의 기원과 역사, 그리고 현재 우주의 구조를 이해하려는 연구는 지난 수십년간 표준모형의 발전과 더불어 활발히 연구되어 왔다. 2012년도에 이루어진 LHC에서의 힉스 입자의 발견으로 완성된 입자의 표준모형은 물질의 궁극에 대한 설명뿐만 아니라, 우리의 우주에 대한 이해도 완성도를 높여 왔다. 그러나, 현재의 표준모형은 다음의 주요한 3가지 실험적 사실에 대하여 설명하지 못하고 있다. 존재가 확인된 우주의 암흑물질과 암흑에너지에 대한 이론의 부재,
중성미자의 질량에 대한 확립된 이론의 부재, 그리고, 우주의 물질-반물질의 비대칭성에 대한 설명이 아직 정립되지 않았다는 것이다. 이들 세가지 문제는 앞으로 입자물리학이 해답을 구해야 할 가장 중요한 과제로서, 표준모형을 넘어서는 물리학 (Beyond Standard Model, BSM) 물리학이라고 한다.
2013년 기초과학연구원 (IBS)의 본원 연구단으로 선정된 지하실험 연구단 (CUP)은 우주의 구조와 기원에 대한 이해의 완성을 위하여 표준모형을 넘어서는 물리학의 기초적인 연구를 수행하고자 한다. 기본적으로 중성미자 미방출 이중베타붕괴 현상을 실험적으로 검증함으로써 중성미자가 Majorana 입자인지 Dirac 입자인지를 밝히는 연구를 수행하고, 나아가 중성미자 질량에 대한 이론 수립과 우주의 물질-반물질의 비대칭성에 대한 중성미자의 역할에 대한 연구를 수행한다 (AMoRE 실험). 극미량 방사능 결정 검출기 실험을 수행하여 암흑물질의 가장 유력한 후보로 거론되고 있는 약하게 상호작용하는 중입자 (WIMP)를 발견하고자 한다 (COSINE 실험). 또한 현재 수행하는 실험들보다 더욱 정밀한 연구를 가능하게 할 새로운 검출 기술을 개발하고 있다. 지하실험 연구단은 양양에 700미터 지하실험실을 운영하고 있으며, 더 깊고 넗은 새로운 지하실험실을 구축하는 계획도 진행하고 있다. 정제기술을 이용한 극미량 방사능 결정 성장기술 , 극저온 검출 기술, 극미량 방사능 검출기술의 3가지 첨단 기술을 융합하여 세계적으로 새로운 실험 결과를 도출하는데 힘쓰고 있다.