本研究は、宇宙線中に微量に含まれる反粒子（とりわけ未発見の反重陽子）の高感度探索を通じてダークマター等の初期宇宙物理の課題に迫ることを最終目的とする。
本研究ではエキゾチック原子の崩壊過程を利用したオリジナルな粒子識別手法に基づく反粒子宇宙線測定器「GAPS」の開発を進めた。測定器の各基本構成要素の設計や開発を進め、プロトタイプ測定器の動作試験を通じて基本設計の妥当性を実証した。2012年には各構成要素のプロトタイプで構成したペイロードを気球に搭載して飛翔させ、実フライト環境下での動作実証に成功した。本研究により、GAPS測定器の実機の設計・開発・製作に向けた礎を築いた。