Дар самти «Физикаи ядроӣ» масъалаҳои методҳои тадқиқоти ядроӣ-физикӣ ҳаллу фасл мегарданд, инчунин тадқиқотҳо дар соҳаи нурҳои кайҳонӣ ва энергияҳои фавқулбаланд гузаронида мешаванд.

Тадқиқи нурҳои кайҳонӣ ҳанўз дар Шўъбаи физика ва математика, бо тадқиқи нигоҳ дошта нашудани ҷуфтият ҳангоми доштани мю-мезонҳои нурҳои кайҳонӣ бо ядроҳои гуногуни модда бо мақсади омўзиши асимметрияи парвози нейтронҳо дар вобастагӣ бо спини ядро (И.Бобоҷонов, Л.Л.Кашкаров, В.М.Иваненко) аз рўи натиҷаҳои дар баландии 3860 м аз сатҳи баҳр ба даст овардашуда дар ноҳияи Мурғоби Вилояти кўхии мухтори Бадахшон оғоз шудаанд.

Соли 1971 бо ташаббуси Институти физикаи Академияи илмҳои ИҶШС (ИФАИ ба номи П.Н.Лебедев) тадқиқотҳои ҳамҷояи олимони институти мо дар соҳаи таъсироти мутақобилаи зарраҳои элементарӣ ва ядроҳо бо нуклонҳо ва ядроҳо дар энергияҳои баландтар аз 1012эВ дар Помир дар мавзеи Ак-Архар дар баландии 4360 м аз сатҳи баҳр (эксперименти «Помир») оғоз шуданд. Дар рафти таҷриба таҷҳизоти камераи рентген-эмульсионӣ бо масоҳати 1000 м2 омода карда шуд. Дар иҷроиши вазифаҳои таҷрибаи «Помир» инчунин ИФТ ба номи С.В.Стародубтсеви АИ ҶШС Ўзбекистон, Институти тадқиқотҳои ядроии АИ ИҶШС, Институти илмӣ-тадқиқотии физикаи ядроии ба номи Д.В.Скобелтсини ДДМ, Институти физикаи энергияҳои баланди АИ ҶШС Қазоқистон, Институти физикаи АИ ҶШС Гурҷистон иштирок кардаанд. Соли 1987 дар Париж дар Конференсияи XVII-уми байналхалқӣ доир ба нурҳои кайҳонӣ созишнома оид ба ташкили суперҳамкории «Помир-Чакалтая» ба имзо расид, ки кўшишҳои физикҳои ҳашт давлатро муттаҳид намуд: Россия, Ҷопон, Лаҳистон, Бразилия, Боливия, Гурҷистон, Қазоқистон, Ўзбекистон ва Тоҷикистон.

Дар эксперименти «Помир» як қатор ҳодисаҳои нотакрор ва нодир мушоҳида мешуд, ба монанди супероилаи «Ситора», ба вуҷуд омадани зарра бо энергияи дараҷаи 1017 эВ, энергияи таъсироти мутақобилаи зарраҳои нуръафкании нахустини кайҳонии супероилаи «Тоҷикистон» 1018 эВ-ро ташкил медиҳад – ин баландтарин энергияи таъсироти мутақобилаи зарраҳо аз маҷмўи ҳамаи чунин энергияҳои дар қарни 20 қайдшуда дар таҷрибаи ҷаҳонӣ бо истифодабарии камераҳои калони рентген-эмулсионӣ мебошад.

         Эксперименти «Помир» соли 1971 оғоз шуда, ба маҷрои Созишномаи байни Ҳукумати Ҷумҳурии Тоҷикистон ва Ҳукумати Федератсияи Россия доир ба бунёд ва фаъолияти Маркази байналхалқии илмӣ-тадқиқотии «Помир-Чакалтая» (МБИТ ПЧ) ворид гашт, ки моҳи августи соли 2008 ба имзо расид ва барои гузаронидани тадқиқотҳои ядро- ва астрофизикии нурҳои кайҳонии энергияи фавқулбаланд пешбинӣ шудааст.

Моҳҳои июл-августи соли 2009 МБИТ-ПЧ пас аз таваққуфи дарозмуддат экспедитсияи Помири соли 2009 ташкил шуд. Мақсади асосии экспедитсия бо қуввати иштирокчиёни рус ва тоҷик, инчунин гурўҳи волонтёрҳо аз Қирғизистон, Қазоқистон, Украина ва Фаронса барқарор намудани хуҷраҳо ва биноҳои истеҳсолӣ ва маишӣ ва инунин инфраструктураи полигони илмӣ, ки дар баландии 4400 м дар мавзеи Ак-Архари райони Мурғоби ВАБК Ҷумҳурии Тоҷикистон иборат буд, ки имконият дод тадқиқотҳои эксперименталии нурҳои кайҳонии энергияи фавқулбаланд дар баландии кўҳҳо аз рўи барномаи илмии МБИТ дар чорчўбаи ҳамкории васеи байналхалқӣ аз нав ба роҳ монда шавад. Дар рафти ин экспедитсия экспозитсияи камераи ҷуқури рентген-эмулсионии дуқабата бо таркиши ҳавоии 2,5м ва масоҳати 36м2 сарҷамъ ва оғоз шуд.

         Мақсади асосии илмии эксперименти солҳои 2009-2010 омўзиши ташкилдиҳандаҳои фаъоли ядроии гузарандаи нурҳои кайҳонӣ дар баландиҳои кўҳҳо ва муайян намудани табиати он, ки шояд алоқаманд бо зарраҳои чармиронида ва афзоиши босуръати энергияи онҳо дар бурриши пурраи ғайричандирӣ ё бо дар таркиби онҳо мавҷуд будани зарраҳои материяи аҷоиби кваркӣ – странглетҳо мебошад.

29-30 сентябри соли 2010 дар шаҳри Душанбе ва деҳаи Чечекты Конференсияи байналхалқии илмии «Дурнамои тадқиқотҳои фарофаннии баландкўҳии системаҳои табиӣ бо назардошти омилҳои астрокайҳонӣ» гузаронида шуд. Конференсия аз тарафи Академияи илмҳои Ҷумҳурии Тоҷикистон бо дастгирии Фонди байналхалқии ҳамкориҳои гуманитарии давлатҳои ИДМ гузаронида шуд. Дар конференсияи мазкур олимон аз Федератсияи Россия, Тоҷикистон, Қазоқистон, Қирғизистон, Арманистон, Озарбойҷон, инчунин намояндагони ВАО Федератсияи Россия ва Ҷумҳурии Тоҷикистон иштирок намуданд.

Дар рафти кори семинари байналхалқии илмии «Масъалаҳои мубрам ва натиҷаҳои аввалини фаъолияти Маркази байналхалқии илмӣ-тадқиқотии “Помир-Чакалтая”», ки санахои 21-22 апрели соли 2011 дар ш.Душанбе баргузор гардид, иштирокчиёни семинар – намояндагони марказҳои мухталифи илмӣ ва таълимии Тоҷикистон, Россия, Қазоқистон ва Қирғизистон (ва дигар давлатҳои шомил ба ИДМ) аввалин натиҷаҳои фаъолиятро қайд намуда, вазифаҳои нисбатан мубрами назди Маркази байналхалқии илмӣ-тадқиқотии «Помир-Чакалтая» истодаро баррасӣ намуданд.

Семинари мазкур бомуваффақият ба анҷом расида, ба ҳамкории олимони давлатҳои ИДМ дар чорҷубаи МБИТ «Помир-Чакалтая» такони тоза бахшид ва имконият фароҳам овард дар самтҳои нисбатан самарабахши тадқиқоти нурҳои кайҳонӣ дар баландкўҳҳо бо назардошти натиҷаҳои охирин ба даст овардашуда қайд карда шаванд, ки ҳам дар соҳаи физикаи нурҳои кайҳонӣ ва ҳам дар соҳаи физикаи энергияҳои баланд бо шарофати солҳои охир ба кор оғоз бахшидани Коллайдери адронии калон дар СЕРН ба таври интенсивӣ тараққӣ ёфта истодааст. Аз ҷумла, дар семинар масъалаҳои мубодила ва ҳамҷоягузории натиҷаҳои тадқиқотҳои физикҳо-кайҳончиҳо ва физикҳои дар суръатфизоҳо коркунанда, инчунин роҳҳои ҳалли ин масъалаҳо баррасӣ гардиданд, ки самаранокии ҳамҷояи ҷустуҷўи ҳодисаҳо ва эффектҳои нави қайдкунандаи ба вуҷуд омадани физикаи «нав»-ро дар энергияҳои фавқулбаланд бештар мегардонад.