김 교수는 아직 정체가 확실히 밝혀지지 않은 암흑물질의 입자 정체규명을 목표로 하는 탐색실험을 위해 국내 지하 실험시설을 구축하고 독자적인 암흑물질 검출기를 개발했다. 그는 이를 이용해 암흑물질 탐색 한계를 설정한 공로를 인정받았다.

소립자 가속기를 이용한 고에너지 물리학 연구를 20년간 수행해 온 김 교수는 한국의 고에너지물리 실험을 국제적인 수준으로 올려놓는 데 큰 공헌을 해왔다. 이에 멈추지 않고 그는 탐색실험을 위해 구축해 놓은 국내 지하 실험시설을 세계적인 시설로 발전시켜 더 나은 실험결과를 도출할 수 있도록 하는 장기적인 노력을 기울일 전망이다. 한편 김 교수는 본 연구를 통해 2006년에 일본의 고시바(Koshiba) 상을 수상했으며 2007년에는 사이언스(Science)지에 소개돼 국제적인 주목을 받은 바 있다.