ԵրՖԻ-ի հիմնական ձեռքբերումներից էին տիեզերական ճառագայթներում պրոտոնների և նեյտրոնների հայտնաբերումը և մյուոնների և պրոտոնների միջև զանգված ունեցող մասնիկների գոյության առաջին ապացույցների հաստատումը: Արագած լեռան վրա՝ ծովի մակարդակից 3250 մ բարձրության վրա, տիեզերական ճառագայթների կայանի ստեղծումը Հայաստանում մասնիկների ֆիզիկայի զարգացմանը նպաստող նախաձեռնություններից էր։ Հետագայում 1960 թվականին Նոր Ամբերդում հիմնվեց մեկ այլ տիեզերական ճառագայթային կայան։ Այս երկու կայանները դեռևս հիմնարար են AANL տիեզերական ճառագայթների բաժնի կողմից իրականացվող հետազոտությունների համար:

​

1967 թվականին կատարված 6-ԳեՎ էլեկտրոնային սինքրոտրոնի կառուցումը կարևոր ուղենիշ դարձավ ինստիտուտի պատմության մեջ՝ լինելով Հայաստանում առաջին մասնիկների արագացուցիչը («Արուս» անվանումը): 1970-1991 թվականների ընթացքում սինքրոտրոնը գործարկվել է մինչև 4,5-ԳեՎ էներգիաներով, այդպիսով փորձարարական ֆիզիկայի բաժինը ապահովելով նշանակալի արդյունքներով, այդ թվում՝ ֆոտոնների հադրոնային հատկությունները միջուկների վրա π-մեզոնների ֆոտոարտադրության մեջ. Նուկլեոնային ռեզոնանսների կառուցվածքները բազմաբևեռացման փորձերում, միջուկային նյութի կառուցվածքը և բնութագրերը, ռենտգենյան անցումային ճառագայթման կարևոր հատկությունները և մոնոբյուրեղներում ալիքավորելը: Հենց այս ձեռքբերումների համար է, որ 1985 թվականից Երևանի ֆիզիկայի ինստիտուտի գիտնականները արդյունավետորեն ներգրավվել են միջազգային խոշոր համագործակցություններում։

​

ԵրՖԻ-ի ավանդական հետազոտական ուղղություններից մեկը մասնիկների նոր դետեկտորների մշակումն էր: ԵրՖԻ-ում ստեղծված լայն կայծային խցիկները և անցումային ճառագայթման դետեկտորները աշխարհում փորձարարական տեխնիկայի զարգացման լավ օրինակներ են:

​