Μεταξύ των προκλήσεων της σύγχρονης φυσικής έρευνας, πολλοί χρησιμοποιούν ισχυρά και αποτελεσματικά μαθηματικά εργαλεία, οδηγώντας σε υψηλό επίπεδο πολυπλοκότητας και εξειδίκευσης. Μεταξύ αυτών των μαθηματικών εργαλείων, το έργο ISA επικεντρώνεται σε τρεις ακριβείς, ιδιαίτερα διασυνδεδεμένες τεχνικές: ακεραιότητα, θεωρία διασποράς και φασματικές μέθοδοι. Αυτές οι διατομεακές μέθοδοι χρησιμοποιούνται σε δύο διακριτά αλλά μεθοδολογικά συμπληρωματικά φυσικά πλαίσια. Το πρώτο πλαίσιο είναι αυτό των ολοκληρωμένων κβαντικών μοντέλων, όπου οι διάσπαρτες ιδιότητες των επίπεδων κυμάτων είναι στην προέλευση των ισχυρών μαθηματικών ιδιοτήτων, αλλά η προέλευση των οποίων μερικές φορές αντιστέκεται στην αυστηρή ανάλυση. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τις κβαντικές θεωρίες πεδίου, για παράδειγμα στις διπλότητες εύρους-βαρύτητας. Το δεύτερο πλαίσιο αφορά ολοκληρωμένα οπτικά συστατικά που αναπτύχθηκαν με τη χρήση νανοϋλικών. Δημιουργεί τεχνολογικές εφαρμογές στο πλαίσιο μιας συνεργασίας IMB/ICB με στόχο την ανάπτυξη οπτικών πηγών και υπερευαίσθητων αισθητήρων, ιδίως για την ιατρική διάγνωση. Η διεπιστημονική προσέγγιση που υιοθετείται συνδυάζει θεωρητική μελέτη (IMB) με εργαστηριακά πειράματα (ICB), για τη δημιουργία συνέργειας που υπερβαίνει τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται σήμερα ανεξάρτητα από κάθε κοινότητα.