Complexité
La physique s'est longtemps attachée à l'étude des systèmes bien définis et bien catégorisés, par exemple : les propriétés spécifiques des solides/liquides/gaz, les cristaux, les milieux homogènes, etc. Alors que dans la nature, beaucoup de systèmes sont difficilement rangeables dans ces catégories. Le prix Nobel français Pierre-Gilles de Gennes a été un des premiers à "s'attaquer à des problèmes de transition ordre-désordre dans des matériaux aussi complexes que les polymères, les gels, les cristaux liquides et plus récemment la matière granulaire". Désormais, la physique de la matière molle ou celle du tas de sable ont acquis leur noblesse dans la hiérarchie des problèmes de la physique.
Institut de physique théorique et expérimentale
L'institut mène des recherches scientifiques originales dans plusieurs domaines de la physique, en particulier en physique théorique sur la théorie quantique des champs et la théorie des cordes. La recherche expérimentale comprend la participation à de grands projets internationaux tels que les expériences LHC du CERN ainsi que des projets basés sur l'utilisation d'un cyclotron dont le premier exemplaire date de 1948. La machine actuellement utilisée permet l'obtention de faisceaux de particules chargées de 100 MeV.