В течение трех последних десятилетий в ПИЯФ выполняется программа «Барионная спектроскопия с использованием пучков пи-мезонов до 2000 МэВ». В рамках этой программы проведена серия экспериментов на пи-мезонном канале синхроциклотрона ПИЯФ в области энергий от 300 до 640 МэВ. Эксперименты включали в себя измерения дифференциальных сечений (ДС), поляризационных параметров Р, А, R для упругого p^- p - и p⁺ p -рассеяния. ( Рис.1 -- Основные элементы установки для измерения сечений p^- p -рассеяния с перезарядкой на пи-мезонном канале ПИЯФ: справа – жидководородная мишень, слева - p⁰ -мезонный спектрометр).
В общей сложности в результате этих экспериментов получено около 500 новых экспериментальных точек.
         Логическим продолжением вышеупомянутых экспериментов является изучение
p^- p -рассеяния с перезарядкой p^- p ® p⁰n, осуществляемое в настоящее время. После исследования этого процесса в области углов рассеяния в заднюю полусферу (проводимого путем детектирования нейтрона отдачи на совпадение с одним из фотонов от распада p⁰ ® 2g ), начат новый этап - измерение сечений под малыми углами. Для выполнения такого эксперимента в Лаборатории мезонной физики спроектирован и изготовлен новый прибор
p⁰-мезонный спектрометр. Этот спектрометр состоит из двух электромагнитных калориметров полного поглощения, по 24 кристалла CsI(Na) в каждом из калориметров. Благодаря хорошему и проcтранственному разрешению калориметров, энергии обоих фотонов от распада p⁰ ® 2g и углы эмиссии этих фотонов могут быть измерены с хорошей точностью. На основе этих измерений можно восстановить энергию p⁰ мезона, образовавшегося в реакции p^- p ® p⁰n , и угол, под которым этот мезон образовался. В настоящее время эксперимент в стадии выполнения.

Измерение параметров поворота спина А и R является ключевым экспе-риментом во всей программе изучения упругого p ^± p - рассеяния, так как только такого рода измерение позволяет устранить дискретные неоднозначности парциально-волнового анализа. Широкая программа таких экспериментов была выполнена на p -мезонном канале ускорителя ИТЭФ . Измерения осуществлялись учеными и инженерами ПИЯФ в сотрудничестве с физиками Института теоретической и экспериментальной физики ( (ИТЭФ, Москва). ( Рис.2 -- Фрагмент установки для измерения параметров поворота спина в упругом p ^± p -рассеянии на пи-мезонном канале ИТЭФ: поляризованная протонная мишень (в центре) и трековые проволочные детекторы (слева и справа).
       Эксперимент требует создания поляризованной протонной мишени специального типа -
- с вектором поляризации, лежащим в горизонтальной плоскости, - и протонного поляриметра для измерения асимметрии вторичного рассеяния протонов отдачи на ядрах вещества (обычно углерода) с известной анализирующей способностью. Поляризованная протонная мишень была спроектирована и изготовлена в ПИЯФ физиками Лаборатории мезонной физики (MPL) и Лаборатории поляризационных эффектов. Рабочий материал мишени был заморожен до 0.6 К с помощью рефрижератора, использующего испарение гелия-3, требующееся магнитное поле в 2.5 Тл создавалось парой сверхпроводящих катушек Гельмгольца.
       Что касается протонного поляриметра, то два разных типа использовались на различных стадиях эксперимента. Один представлял собой многопластинчатый поляриметр, изготовленный из оптических искровых камер с графитовыми электродами; специальная телевизионная система была разработана для бесфильмового съема информации в этом варианте. Другой тип поляриметра состоит из одного толстого графитового блока (36.5 г/см²) с двумя пакетами проволочных камер (впереди и позади этого блока) для детектирования протона отдачи до и после вторичного рассеяния.
       Параметры поворота спина А, R для упругого p^- p - и p⁺ p - рассеяния были измерены в ИТЭФ при трех энергиях падающих пи-мезонов: 875, 1300 и 1500 МэВ. Один из наиболее впечатляющих результатов - тот факт, что экспериментально измеренные значения параметра А хорошо согласуются с предсказаниями парциально-волнового анализа, выполненного в Вирджинском политехническом институте (VPI) и противоречат анализам КН и CMU - LBL. Поскольку все характеристики p N - резонансов, представленные в таблицах Review of Particle Physics, получены как раз на базе анализов КН и CMU - LBL, которые представляются не вполне корректными в свете последних экспериментальных данных, необходим пересмотр и уточнение эти фундаментальных констант с помощью проведения нового парциально-волнового анализа.