Die A1-Kollaboration mit 50 Mitgliedern aus 20 Ländern konzentriert sich auf die Hadronenstruktur. Der Aufbau des Spektrometers ist besonders dafür geeignet, grundlegende Eigenschaften des Nukleons zu erforschen, zum Beispiel Ladungsverteilungen durch Messungen des elastischen Formfaktors und verallgemeinerte Polarisierbarkeiten durch virtuelle Compton-Streuung. Die Mesonenproduktion gibt Aufschluss über die Resonanzstruktur des Nukleons und die Eigenschaften des Mesons.

Ein Photon, das auf ein Nukleon trifft, koppelt an den elektromagnetischen Strom des Nukleons und bewirkt, dass es Mesonen abstrahlt, wenn die Photonenenergie hoch genug ist. Solche Reaktionen, die durch zirkular und linear polarisierte reale Photonen bis zu Energien von 1,5 GeV ausgelöst werden, werden von der internationalen A2 Kollaboration am MAMI untersucht.

Protonen sind einer der wichtigsten Bausteine des sichtbaren Universums. Zusammen mit Neutronen bilden sie die Kerne eines jeden Atoms. Dennoch gibt es Fragen zu einigen der grundlegendsten Eigenschaften des Protons, wie seine Größe, seine innere Struktur und seinen Eigendrehimpuls. Im Dezember 2020 genehmigte das CERN Research Board die erste Phase („Phase-1“) eines neuen Experiments, das zur Klärung einiger dieser Fragen beitragen wird. AMBER, oder Apparatus for Meson and Baryon Experimental Research, wird die nächste Generation des COMPASS-Experiments sein.

Das Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking betreibt einen Elektron-Positron-Collider namens BEPC-II (Beijing electron-positron collider II). Er ist für Schwerpunktsenergien zwischen 2 und 5 GeV ausgelegt, was die Untersuchung von Charmonium mit sehr hoher Statistik ermöglicht. Die geplante Luminosität beträgt 10³³ cm^-2 s^-1. Seit 2009 werden Messungen bei verschiedenen Kollisionsenergien mit dem BESIII (Beijing Spectrometer III) Detektor durchgeführt.

Das MAGIX-Experiment (MAinz Gas-Internal Target Experiment) wird aus zwei magnetischen Spektrometern mit einer relativen Impulsauflösung in der Größenordnung von 10^–⁴ bestehen, sofern eine räumliche Auflösung in der Fokalebene der Spektrometer von 100 μm erreicht wird. MAGIX wird im Beam-Dump-Modus mit festen Zielen und im ERL-Modus mit einem fensterlosen internen Gasstrahltarget arbeiten.

Im Rahmen des Projekts werden am PSI eine Reihe von Myonen-Röntgenmessungen in Kernen mit mittlerem und hohem Z-Wert durchgeführt. Dabei werden ein hochreines Germanium-Detektor-Array, In-Beam-Myonendetektoren und ein modernes digitales Datenerfassungssystem eingesetzt. Es wurde ein neuartiges Wasserstofftarget für den Myonentransfer entwickelt, das Messungen mit nur wenigen Mikrogramm Targetmaterial ermöglicht.

Das P2-Experiment ist ein magnetisches Spektrometer, dessen Hauptziel die Messung des elektroschwachen Mischungswinkels bei sehr geringem Impulsübergang ist, der durch die Messung einer paritätsverletzenden Links-Rechts-Asymmetrie in der elastischen Elektron-Proton-Streuung erfassbar wird.

Protonen und Neutronen – zusammenfassend Nukleonen genannt – gehören zur Familie der Hadronen. Sie sind aus Quarks aufgebaut und durch die starke Kraft gebunden, die durch Gluonen vermittelt wird. Die Kraft wirkt zwischen zwei Quarks und verhält sich ungewöhnlich: Sie ist sehr gering, wenn sich die Quarks in geringem Abstand zueinander befinden. Sie nimmt zu, wenn der Abstand größer wird und bleibt dann konstant, auch wenn die Quarks immer weiter voneinander entfernt sind.

Das tSPECT-Experiment zielt darauf ab, die Lebensdauer freier Neutronen zu messen, indem wir sehr energiearme Neutronen, sogenannte ultrakalte Neutronen (UCNs), in einer vollständig magnetischen Falle ohne Kollisionen mit Materialwänden suspendieren. Basierend auf der Wechselwirkung des magnetischen Moments von Neutronen mit einem Magnetfeldgradienten, lassen wir UCNs im freien Raum schweben. UCNs, die ihre potentielle Energie in einer Region mit niedrigem Magnetfeld minimieren, können dort gelagert werden, um ihre Zerfallsrate durch Neutronen-β-Zerfall zu messen. Mit einer Kombination aus permanenten und supraleitenden Magneten schaffen wir einen geeigneten Einfangbereich in der kalten Bohrung eines Kryostaten.

Mit ultrakalten Neutronen, die sehr gut charakterisierten schwachen magnetischen und starken elektrischen Feldern ausgesetzt werden, suchen wir nach dem elektrischen Dipolmoment des Neutrons. Diese Eigenschaft bricht, falls sie endlich ist, die Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie und kann einen der unverzichtbaren Bestandteile für die Erzeugung der Materie-Antimaterie-Asymmetrie liefern, die wir im Universum beobachten.