Первые научные исследования в области физической науки в системе Академии наук Республики Таджикистан связаны с организацией в 1957 г. по инициативе президента АН Таджикской ССР С.У.Умарова Отдела физики и математики.

В отделе проводились работы по изучению комплексов физических, физико-химических и структурных свойств бинарных и сложных полу-проводниковых соединений, взаимо-действия отрицательных ионов с поверхностью металлов, методов повы-шения чувствительности эмиссионного спектрального анализа, некоторых проблем ядерной физики.

С 1957 по 1964 гг. были созданы лаборатории ядерной физики, физики полупроводников, физики прочности, оптики и спектроскопии. В 1964 г. на базе этих лабораторий Отдела физики и математики был организован Физико-технический институт, носящий ныне имя своего организатора - С.У.Умарова. Первым директором института был академик А.А.Адхамов (1964-1992 гг.), в дальнейшем институт возглавляли академик Р.М.Марупов (1992-1999 гг.), академик С.Одинаев (1999-2001 гг.), к.ф.-м.н. А.Абдурасулов (2001-2005 гг.), академик Х.Х.Муминов ( 2006 -2018гг.) С 2019 по настоящее время институтом руководит кандидат физико - математических  наук Фарход Шокир. 

В настоящее время в институте функционируют следующие научные  подразделения:

Международный центр ядерно- физических исследований; Центр по изучению и использованию возоб-новляемых источников энергии; сектор теорической физики; лаборатория физики кристаллов; лаборатория физической акустики; лаборатория молекулярной спектроскопии; лаборатория физики атмосферы;   лаборатория  криофизики; лаборатория квантовой электроники.

Важнейшие задачи, решаемые в этих подразделениях института, охватывают следующие направления современной физической науки: ядерная физика   теоретическая физика, физика конденсированного состояния, оптика    и    квантовая электроника, физическая и техническая акустика, физико-технические проблемы энергетики и физика атмосферы, применение физических методов исследований в медицине.

Экспериментальная установка на базе позиционно- чувствительного детектора с гадолиниевым конвертором 

В области ядерной физики разви-вались перспективные для Таджикистана исследова­ния по зондированию месторожде­ний полезных ископаемых с помо­щью мю мезонов космического происхождения. Проводились рабо­ты по применению методов активационного анализа в различных областях народного хозяйства. В настоящее время проводятся иссле­дования по физике высоких и сверхвысоких энергий, которые но­сят сугубо фундаментальный харак­тер.

Исследование механизма взаимо-действия частиц и ядер с ядра­ми при высоких энергиях включа­ет анализ гигантского суперсемейства «Таджикис-тан», зарегистрированного в рентгено-эмульсионных камерах международного экс­перимента «Памир» в 1988-1998 гг. «Гало» су­персемейства в центральной части обладает энергией, равной 4,8 • 10¹⁶ эВ, что является наибольшей энергией взаимодействия из всех зарегистри-рованных до настоящего времени в мировой практике с использованием боль­ших рентгено-эмульсионных камер.

На основе результатов исследования процессов полного разрушения атомных ядер в неупругих ядро-ядерных столкновениях была установлена эмпирическая зависимость вероятности полного разрушения тяжёлых ядер фотоэмульсии от атомного веса налетающего ядра-снаряда и от его поперечного сечения, которая может применяться для расчета энерговыхода при электроядерном способе получения энергии.

 Создана и апробирована установка для обнаружения и исследования проб радиоактивных выпадений в составе воздушного аэрозоля. Установка предназ-начена для поиска аномальных зон выпадения космогенного  радиоизотопа Be-7 на поверхность почвы, растительности и воды посредством вертикальных потоков воздушных масс из верхних слоев атмосферы и тропопаузы.

С целью продолжения исследований, начатых в 1971 г. в рамках эксперимента «Памир», в 2008 г. было подписано Соглашение между Правительством Республики Таджикистан и Прави-тельством Российской Федерации о создании и деятельности Международ-ного научно-исследовательского центра «Памир-Чакалтая» (МНИЦ-ПЧ) для проведения совместных ядерно-астро- и физических исследований космических лучей сверхвысоких энергий.

В августе 2009 г. была организована Памирския экспедиция, в ходе которой была собрана и начата экспозиция двух-ярусной глубокой рентген-эмульсионной камеры с воздушным зазором величиной 2.5 м и площадью 36 кв.м.

По направлению «Физика конден-сированного состояния» проведены  исследования в области физики полупроводников и сегнетоэлектриков. Разрабатывались технологии получения полу­проводников группы А²В⁵ и композитных структур на их основе, проводилось легиро­вание примесями, улучшающими качество ма­териалов, исследование их физико-химичес­ких свойств и создание приборов на их осно­ве, Выращен ряд новых классов монокристал­лов типа А³В⁵ и редкоземельных фосфатов типа АВО₄, обладающих пьезоэлектрически­ми, сегнетоэлектрическими, люминесцентны­ми и другими свойствами. Установлена ани­зотропия электрических свойств сложных по­лупроводников в области примесной прово­димости; разработана технология изготовле­ния термисторов на основе селенида индия и теллурида таллия; созданы диоды - источники спонтанного излучения, работающие как при глубоком охлаждении, так и при комнатной температуре. Эти диоды нашли применение в электронной технике для настройки опти­ческих приборов и фотоприёмников.

Гелиевый и азотный ожижители криогенной лаборато­рии позволяют развивать физические методы исследования твёрдых тел при сверхнизких температурах.

Разработан способ твёрдофазного синтеза шихты для выращивания объёмных монокристаллов на основе литий-висмутового молибдата и натрий-висмутового вольфрамата.

Объёмные монокристаллы молибдатов (вольфраматов) натрий -висмута

Теоретические исследования, включая компьютерные эксперименты (метод Монте-Карло и метод молекулярной динамики), позволили решить ряд фундаментальных вопросов молекуляр-но-кинетической теории газов и жидкостей, природы релаксационных процессов и явлений переноса в них, термодинамических, динамических и оптических свойств дефектных кристаллов, теории фазовых переходов и критических явлений в твёрдых телах и жидких кристаллах, выяснить влияние примесей на динамику кристаллической решетки.

Разработана и развита моле­кулярная теория релаксационных процессов, главным образом, структурной релаксации, яв­лений переноса, упругих и акустических свойств в классических жидкостях. Получен ряд новых теоретических результатов по тер­модинамическим и кинетическим свойствам конденсированных систем. Исследовано ано­мальное поведение скорости распространения и коэффициента поглощения звуковых волн в молекулярных и жидких кристаллах вблизи точек фазовых переходов.

Исследованы физические (акустичес-кие, пьезоэлектрические, оптические, магнето- и сегнетоупругие) свойства конденсированных сред, обусловленные возбуждением и динамикой квазичастиц (экситонов, фононов, магнонов и.т.д.) и их комплексов (поляронов, голитонов, связанных  магнито-упругих солитонов и др.) Развит метод обобщённых когерентных состояний, учитывающий теоретические теоретико- групповые свойства и симметрии исходных гамильтонианов, методами функциональ-ного интеграла получены гамильтонианы и полуклассические уравнения движения.

 По направлению «Оптика. Квантовая электроника» проводятся исследования по разработке полупроводниковых инжекционных лазеров, по лазерной терапии и лазерной биостимуляции, по изучению методом ИК-спектроскопии белковых фракций, выделен­ных из здоровых и больных организмов, а так­же исследование полупроводниковых излу-ча­телей и преобразователей солнечной энергии на основе соединений А₂В₅, которые могут найти и уже находят широкое применение в медицине.

Разработана технология получения пористой структуры на поверхности пластин фосфида индия, позволяющая при электрохимическом травлении получать нанопористые плёнки.

Под научным руководством академика Р.М.Марупова проведена систематизация спектро­скопических признаков хлопко-вых волокон  различных селекци­онных сортов и двух классов модифици-рованных волокнообразующих полиме-ров, что позволяет шире применять комплексные спектроскопические мето-ды для изучения молекулярной струк-туры полимеров, механизма заболевания хлопчатника вилтом, а также механизма колорирования модифици­рованных во-локнообразующих полимеров.

В области физической акустики разработан фотоакустический метод неразрушающего контроля твёрдых тел и биологических объектов, акусто-эмиссионный метод контроля химико-технологических процессов в твёрдых телах и акустоэмиссионный способ определения степени превращения твердых тел при термодеструкции.

Исследования по направлению «Физико-технические проблемы энерге-тики» посвящены освоению нетрадици-онных возобновляемых источников энергии, важным преимуществом которых является неисчерпаемость и экологическая чистота.

Направления исследований связаны с разработкой элементов, устройств и принципов использования возобнов-ляемых источников энергии (ВИЭ), оценкой потенциала ВИЭ в Таджикистане и энергетической эффективности их использования.

Центр по изучению ВИЭ института является головным исполнителем и координаторам научно-исследовательских работ по реализации «Целевой комплексной программы по широкому использованию ВИЭ на 2007-2015 гг.» в Таджикистане.

В трёх районах Хатлонской области, ряде районах республиканского подчинения проведен мониторинг, смонтирован и сданы в эксплуатацию солнечные фотоэлектрические станции, солнечные коллекторы для обогрева воды, ветро- и биогазификационные установки.

Солнечный водонагреватель в Медицинском центре г. Душанбе

 В Турсунзадевском, Шахринавском и ряде других районах республики установлены микро ГЭС  мощностью по 4,5 кВт, разработанные и изготовленные совместно с заводом «Таджик-гидроагрегат».

 Совместно с японскими учёными впервые получены плёнки фото-чувствительного фталоцианина  меди в условиях повышенной гравитации из паровой фазы и из раствора, которые будут использованы для создания высокочувствительных солнечных элементов на основе органических полупроводников.

По физике атмосферы проводятся иссле­дования атмосферного аэрозоля и озона. Ре­гулярно проводятся измерения общего содер­жания озона в вертикальном столбе атмосфе­ры в разные периоды года. Исследования проб пылевого аэрозоля методом фотоакустической спектроскопии в УФ - и видимой областях спектра и сравнения этих результатов с дан­ными, полученными методами ИК - спектро­скопии и диффузного отражения, позволили установить идентичность природы земных пылевых аэрозолей и марсианской пыли. Ре­зультаты этих исследований крайне необходимы для решения задач прогноза климата и погоды, а также выяснения роли аэрозолей в их изменении.

Солнечный фотометр  СЕ-318 (CIMEL, Francе) для  измерения оптических и микрофизических характеристик аэрозоля в атмосфере 

Получило развитие направление по использованию физических методов в медицине. Среди них традиционные методы криотерапии, магнитотерапия опухолей, лазерная терапия и методы молекулярной спектроскопии с целью разработки новых способов диагностики и контроля курса проводимых лечений.

В институте разработаны  и внедрены в медицинскую практику криоприборы, методы лечения больных с применением инфракрасного лазера.

Криохирургические инструменты

Институт  активно    и    плодотворно сотрудничает с научными центрами России, Украины, Беларуси, Казахстана, Японии, Франции, Германии, США, Португалии, Австрии, Пакистана, Ирана.

В дальнейшем главное внимание будет уделено проблеме эффективного исполь-зова­ния нетрадиционных источников энергии, ис­следованию взаимодействия частиц сверхвы­соких энергий в составе космических лучей с ядрами атмосферы методом больших фото­эмульсионных камер в рамках международ­ных проектов, выращиванию новых сегнето-электрических монокристаллов для нужд на­родного хозяйства и фундаментальным иссле­дованиям свойств конденсирован-ных систем.