Les recherches menées à l’Institut de physique (INP) portent sur l’étude de la matière, du rayonnement et des lois fondamentales qui régissent le monde. Dans sa diversité thématique, la physique a une approche qui révèle les grands principes sous-jacents aux propriétés et aux comportements des objets, aussi complexes soient-ils. Son approche irrigue largement d’autres disciplines.
La recherche en physique s’attache à comprendre les mécanismes sous-jacents aux phénomènes observables de la matière et du rayonnement et de leurs interactions. Pour cela, les équipes de l'INP réalisent des expériences, mènent des travaux théoriques, modélisent et simulent numériquement les phénomènes. Elles conçoivent les instruments et les outils nécessaires à leurs recherches et s’appuient sur le développement d’infrastructures et de plateformes technologiques, en particulier les très grandes infrastructures de recherche (TGIR), en oeuvrant collectivement à l’avancement des connaissances.
Les recherches de l’INP s’inscrivent dans un vaste champ disciplinaire, qui couvre selon l’échelle des systèmes étudiés les interactions fondamentales, l’électromagnétisme, l’atome, la molécule, la matière complexe structurée ou non, ainsi que l’optique. Pour mener à bien sa mission première qui consiste à élargir le champ des connaissances dans sa discipline, l’INP articule son action autour de six grands axes de recherche stratégiques :
Les axes de recherche de l'Institut de physique recouvrent le champ des sections disciplinaires 2, 3, 4, 5, et 11, ainsi que de la commission interdisciplinaire 54, du Comité national de la recherche scientifique (CoNRS). Celles-ci sont pilotées par l’INP, à l’exception de la section 11 pour laquelle l’INP est co-pilote.
Ancré dans la compréhension du monde qui nous entoure, l'INP développe des disciplines en constante évolution qui lui permet de couvrir les larges champs des phénomènes élémentaires aux phénomènes complexes. Ses frontières sont perméables avec l'ingénierie, la chimie, la biologie, les mathématiques et parfois les sciences humaines et sociales. Cela se manifeste par ses nombreuses interfaces et actions en synergie avec les autres instituts du CNRS, avec l'IN2P3, l'INSU et l'INSIS pour la physique des particules, l'astrophysique et l'ingénierie et systèmes, mais aussi l'INSMI (mathématiques), l'INC (chimie) et l’INSB (biologie). Le lien s'effectue non seulement au travers des instruments et méthodes associés à des approches théoriques ou expérimentales, mais aussi des logiciels développés par les physiciens et transcrits ou adaptés dans d'autres domaines de recherche.
L'étude et la caractérisation poussée de la matière et de ses interactions dans toutes leurs manifestations - atomes et molécules isolés, plasmas, gaz, liquide, solide amorphe ou cristallin, milieux biologiques - et dans leurs différents niveaux et échelles de structuration posent de nombreux défis. Les outils développés à ces fins, tant du point de vue de l'avancement des connaissances que des développements technologiques, doivent être particulièrement performants. Ils sont forgés aussi pour répondre aux questions posées par d’autres disciplines (chimie, biologie, sciences de la terre et de l'univers, ingénierie) au travers des interfaces. Cette palette d'outils performants est constituée de développements instrumentaux très variés allant des outils de laboratoire aux équipements mutualisés (centrales de nanotechnologie, microscopes électroniques, RMN, sources d'irradiation) et aux grandes et très grandes infrastructures de recherche. Les réseaux de plateformes et infrastructures de recherche permettent une structuration de l'offre à différentes échelles, régionale, nationale et européenne. Les instruments de pointe coûteux qui y sont développés et mis en œuvre sont ouverts à la communauté scientifique via des appels à projets et des comités de programme adaptés à chaque type d'instrument. L'organisation à l'échelle européenne renforce la dynamique des échanges et la qualité des développements instrumentaux.
En concertation avec les autres instituts et avec des partenaires externes au CNRS, l’INP participe activement aux instances de pilotage de nombreuses infrastructures de recherche (IR) et très grandes infrastructures de recherche (TGIR).
Les équipes de recherche de l’INP sont également actrices – et utilisatrices – de calcul intensif sur les machines implantées à l’IDRIS d’Orsay ou au sein des centres régionaux (mésocentres) situés à Grenoble, Toulouse et Lyon.