מחקר ניסיוני בחלקיקי יסוד להבנת אבני הבנין וכוחות הבסיסיות בטבע. חלקיק ההיגס שהתגלה בניסוי ATLAS ב-CERN סגר מצוד של שנים רבות אחר הנדבך האחרון במודל הסטנדרטי של חלקיקים. מכאן הופנה המאמץ מחד ללימוד של תכונות החלקיק שהתגלה, ומאידך לחיפוש של הכללות למודל הקיים. מאיץ החלקיקים LHC שובר שיאים באנרגיות בהן הוא מנגיש אלומות של פרוטונים. אנרגיות גבוהות אלו, המחקות את צפיפות האנרגיה סמוך למפץ הגדול, פותחות צוהר לחיפוש תופעות כגון ממדים נוספים, יצירת חורים שחורים במעבדה, כוחות נוספים וחלקיקים אקזוטיים. פרופ׳ עציון מהמובילים באטלס את החיפוש אחר פיזיקה שמעבר למודל הסטנדרטי.
בנוסף עוסק פרופ׳ עציון בפיתוח גלאי קרינה בטכנולוגיות חדשניות.
