Հ․ Վարդապետյանի անվան փորձարարական ֆիզիկայի բաժանմունքի (ՓՖԲ) գործունեությունը սկիզբ է առել 1967 թվականից, երբ ԱԱԳԼ (ԵրՖԻ)-ում գործարկվեց 6 ԳէՎ էներգիայով Երևանի էլեկտրոնային սինքրոտրոնը։ Մինչև սինքրոտրոնի աշխատանքի դադարեցումը՝ 2005 թ., ՓՖԲ-ի աշխատակիցների կողմից արագացուցչի վրա իրականացվել են լայնածավալ գիտափորձեր։ Այդ հետազոտությունների շրջանակներում, մասնավորապես, չափվել են պրոտոնների և նեյտրոնների էլեկտրամագնիսական շառավիղները, ուսումնասիրվել են միջուկների վրա պիոնների ֆոտոծնման ռեակցիաներում ֆոտոնների հադրոնային հատկությունները, բևեռացված ֆոտոնների և թիրախների օգտագործմամբ՝ նուկլոնային ռեզոնանսների կառուցվածքը, միջուկների ֆոտոֆրագմենտացման մեխանիզմները, ինչպես նաև ռենտգենյան անցումային ճառագայթման և մոնոբյուրեղներում ռելյատիվիստական էլեկտրոնների կանալային ճառագայթման հատկությունները։
ՓՖԲ-ի ֆիզիկոսների կողմից ստացված գիտական արդյունքները հնարավորություն են տվել խորացնելու պատկերացումները տարրական մասնիկների և ատոմային միջուկների հիմնարար հատկությունների վերաբերյալ։ ԱԱԳԼ-ի, որպես միջուկային ֆիզիկայի և արագացուցչային հետազոտությունների տարածաշրջանային կենտրոնի, գիտական համբավը նպաստել է ԱՄՆ-ի, Գերմանիայի, Շվեյցարիայի, Ճապոնիայի և այլ երկրների առաջատար գիտական և կրթական կենտրոնների հետ միջազգային համագործակցությունների ամրապնդմանն ու զարգացմանը, ինչպես նաև միջազգային հետազոտական ծրագրերին լիարժեք մասնակցությանը։ Բաժանմունքի գիտական գործունեությունն ընդգրկում է նաև ցածր ինտենսիվության (10-20 e-/վրկ), 10-75 ՄէՎ էներգիաներով և մինչև 1 մկԱ հոսանքով էլեկտրոնային փնջի օգտագործմամբ ֆոտոմիջուկային ռեակցիաների, մասնիկների գրանցիչների էֆեկտիվության և նյութերի ճառագայթային հատկությունների սիստեմատիկ ուսումնասիրություններ, ինչպես նաև ճառագայթային ախտորոշման և թերապիայի համար անհրաժեշտ ռադիոիզոտոպների արտադրությանն ուղղված աշխատանքեր։ ՓՖԲ-ի աշխատակիցներն ակտիվորեն ներգրավված են նաև ԱԱԳԼ գիտնականների կողմից 2019 թվականին շահագործման հանձնված C18/18 ցիկլոտրոնի արտաքին պրոտոնային փնջի օգտագործմամբ թեթև միջուկների կլաստերային կառուցվածքի, ինչպես նաև մի շարք ռեակցիաների կտրվածքների չափման աշխատանքներում։
Բաժանմունքի գործունեության մեջ իր ուրույն տեղն ունի Ավանի աղի հանքի ցածր ֆոնային ստորգետնյա լաբորատորիայում իրականացվող հազվադեպ միջուկային պրոցեսների հետազոտությունները, ինչպես նաև ֆիզիկական գիտափորձերի համար նախատեսված դետեկտորների նախագծման և ստեղծման աշխատանքները, այդ թվում՝ պլաստիկ և բյուրեղային սցինտիլյատորները, սիլիցիումային հենքով միկրոստրիպային դետեկտորները, ռադիոհաճախականային ֆոտոխողովակները, ցածր ճնշման բազմալար համեմատական խցիկները և այլն: Զարգացվում են նաև խիտին/խիտոզանային համակարգերի և դրանց ձևափոխումների ուսումնասիրության նոր մեթոդները:
Ս.Մատինյանի անվան տեսական ֆիզիկայի կենտրոն
Խորհրդային տարիներին Երևանի ֆիզիկայի ինստիտուտի տեսական ֆիզիկայի բաժինը Հայաստանում տեսական ֆիզիկայի կենտրոնն էր՝ հիմնադիր, երկարամյա ղեկավար, պրոֆեսոր Սերգեյ Մատինյանի գլխավորությամբ։
Կոսմոլոգիայի և աստղաֆիզիկայի կենտրոն
Քվանտային տեխնոլոգիաների բաժանմունք
ԱԱԳԼ քվանտային տեխնոլոգիաների բաժանմունքը ստեղծվել է 2022 թվականին: Բաժանմունքի աշխատակիցները զբաղվում են քվանտային տեխնոլոգիաների տեսական հաշվարկներով, իսկ հետազոտությունների արդյունքները տպագրվում են առաջատար գիտական պարբերականներում։
Տիեզերական ճառագայթների ֆիզիկայի բաժանմունք
Տիեզերական ճառագայթների հետազոտությունները Հայաստանում սկսվել են դեռևս 1943 թվականին՝ Արտեմ և Աբրահամ Ալիխանյանների նախաձեռնությամբ։ Այդ ժամանակից ի վեր հետազոտությունները շարունակվում են ԱԱԳԼ-ի Նոր Ամբերդ և Արագած բարձր լեռնային գիտական կայաններում։
Հաշվողական ֆիզիկայի և տեղեկատվական տեխնոլոգիաների բաժանմունք
ԱԱԳԼ Հաշվողական Ֆիզիկայի և Տեղեկատվական Տեխնոլոգիաներ բաժինը իրականացնում է աշխատանքներ երկու հիմնական ուղղություններով․ հաշվողական ֆիզիկա և տվյալների վերլուծություն (գիտական գործունեություն), հաշվողական և ցանցային ռեսուրսների մշակում ու սպասարկում (ծրագրատեխնիկական գործունեություն):
Ֆիզիկայի կիրառական հետազոտությունների բաժանմունք
Կիրառական ֆիզիկայի հետազոտությունների բաժինը հետազոտություններ է իրականացնում նյութագիտության ոլորտում: Բաժնի նպատակային ուղղություններից մեկը ճառագայթման (էլեկտրոնային, պրոտոնային փնջերի) ազդեցության ուսումնասիրությունն է նյութի ֆիզիկական, օպտիկական և կենսաբանական հատկությունների վրա:
Իզոտոպների հետազոտման և արտադրության բաժանմունք
Իզոտոպների հետազոտման և արտադրության բաժինը հիմնադրվել է 2010 թվականին: Բաժինը զբաղվում է բժշկական նպատակներով ռադիոակտիվ իզոտոպներ արտադրելու տեխնոլոգիաների ստեղծմամբ և մշակմամբ, ինչպես նաև արտադրական գործընթացի կազմակերպմամբ: