O Instituto Principia cumpre sua missão por meio da organização de programas temáticos para pesquisadores visitantes nacionais e internacionais que permitam abordar problemas de fronteira envolvendo física de maneira geral, mas também outras áreas relevantes da ciência.

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Os programas do Instituto Principia devem atacar problemas importantes para os quais o Brasil já possua uma comunidade científica capacitada e com inserção internacional consolidada. Esses problemas devem ser, por um lado, cientificamente relevantes e, por outro lado, estar ao alcance das capacidades nacionais atuais e projetivas. Devem servir para articular pesquisadores de diversas instituições e de diversas especialidades, em um esforço comum para realizar avanços significativos e/ou para traçar o caminho para a solução do problema.

É desejável que os programas possam definir estratégias, fazer diagnósticos das maiores dificuldades, elencar as necessidades de desenvolvimento e/ou de capacitação técnica, criar grupos de trabalho com tarefas específicas, definir as etapas e marcos principais para a solução do problema, definir métricas para aferir sucesso e formas de correção de rumo no caso de insucesso.

Para programas de pesquisa com possibilidade de aplicações, espera-se o envolvimento de pesquisadores com outros setores da sociedade, tais como indústria, comércio e organizações governamentais e não governamentais, que permitam discussões formais e informais com o objetivo de cooperar na busca de soluções para problemas de interesse comuns.

Os programas de pesquisa do Instituto Principia devem igualmente procurar contemplar atividades que envolvam informação e divulgação da ciência para toda a sociedade, por meio de colóquios, palestras de divulgação, podcasts, livestreams, mesas redondas, artigos em jornais.

O Instituto Principia selecionará anualmente os programas para ocorrerem em seu Centro de Pesquisa entre as propostas da comunidade científica nacional e internacional.