余博士自2009年8月起，在中央大學物理系開始任教，並且把她的研究重心從美國費米實驗室轉移到CERN的LHC實驗。 LHC是目前世界上能量最高的對撞機，自2010年起開始進行質子對撞，單一質子的能量從一開始的3.5兆電子伏特，增加到了現在的6.5兆電子伏特。LHC圓形軌道上有四個對撞點，各自安裝一個大型偵測器，以探測並分析因質子對撞而產生的高能粒子，例如：光子、希格斯粒子等等。緊湊渺子線圈偵測器(CMS)位於其中一個對撞點，內部具有一個超導線圈磁鐵、高密度的像素和矽條感應器、以及由鉛鎢晶體、黃銅、閃爍晶體所組成的高解析度量能器。  

余博士加入了CMS實驗團隊之後，先研究質子對撞所產生的高能光子。這個研究的目的在於用光子的動量和角度分佈，來檢驗標準模型的預測，並且可以讓我們對質子內部的部分子（例如膠子）有更精確的了解，減少10-20%的系統誤差。余欣珊也帶領台灣的學生，發展了估計光子背景干擾的方法，對於其他牽涉到光子的物理分析有重要的貢獻 。由於她在光子物理這個課題上的研究經驗與成果，余教授成為CMS研究光子物理的領導人之一。余教授帶領30多人的小組（包含來自台灣、法國、美國、葡萄牙、印度的物理學家和學生），完成CMS團隊的第一篇和第二篇光子物理期刊論文（Phys. Rev. Lett. 106, 082001，被引用 75次，以及Phys. Rev. D 84, 052011，被引用 71次 ）。  

在粒子物理的標準模型裡，除了光子之外，Ｚ玻色子也是傳遞電弱作用力的媒介，質子碰撞後所產生的Ｚ玻色子事件，也會對新物理事件造成背景干擾。因此，了解Ｚ玻色子不只能檢驗標準模型，也能幫助尋找新物理的分析。在光子物理分析之後，余博士開始將觸角延伸到Ｚ玻色子的物理分析。余博士主導和量測Z玻色子事件裡的能量和角度分佈，由於實驗結果和Z玻色子的理論物理學家的預測，在高角度的情況時有很大差異，引起他們的熱烈討論，也被理論物理學家的期刊論文不斷地引用。理論物理學家們更新他們的計算，加入微擾理論內更多的高階項目，目前更新的理論已經變成和實驗結果吻合（Phys. Rev. D 88, 112009 ）。  

接下來，余博士進一步開發了新的領域：利用高動量的希格斯粒子事件，來尋找標準模型以外的新物理，例如：暗物質、超維度模型預測的重力子、類希格斯粒子、類Ｚ玻色子。其中，暗物質的分析是目前CMS最熱門的物理分析，分析管道有很多種。余博士所使用的單一希格斯粒子管道，原本並不受重視。經過了兩年的努力之後，余博士的結果證明此分析的重要性：此管道對於了解暗物質和標準模型物質之間的交互作用，有更高和更直接的敏感度。美國麻省理工學院及費米實驗室的團隊因而主動找余博士合作下一波的分析。余博士的貢獻在CMS實驗團隊裡受到認可，更代表CMS在第三十八屆的國際高能物理會議裡(ICHEP, Chicago)，報告全部尋找暗物質的分析結果。同時，透過研究的過程，余博士發展了判別高動量希格斯粒子的基本方法。此方法也被應用在尋找重力子和類Ｚ玻色子的分析裡（這些粒子都會衰變到具有高動量的希格斯粒子, arXiv: 1610.0806），增加這些分析對於新物理模型的敏感度。  

大強子對撞機實驗預計還會運行到2035年。而在2035年之後運行的加速器，不管是在歐洲或中國，能量將有可能是大強子對撞機能量的十倍。為了要能精確測量加速器中所產生的粒子的特性，偵測器必須要重新設計。除了大強子對撞機實驗之外，余博士也開始和美國費米國家實驗室、亞岡國家實驗室、以及杜克大學的科學家們合作，先用模擬數據來研究設計偵測器，並檢驗其物理表現。余博士更代表這群科學家們在第三十八屆的國際高能物理會議裡 (ICHEP, Chicago) 報告這個團隊的初步結果（arXiv: 1611.01136）。  

余博士在高能實驗物理領域的投入，同時展現在教學方面，為訓練年輕學子做了許多努力，她訓練物理系的碩博士生，和大學部專題生，讓他們到瑞士核子物理研究中心做短期研究，讓他們有機會在實驗團隊中做報告，拓展學生國際視野，增進學生國際競爭力。