As investigações científicas para estudos e análises de objetos de arte e do patrimônio histórico cultural estão sendo realizadas rotineiramente pelo grupo de Física Aplicada com Aceleradores do Instituto de Física da USP em pareceria com os museus de São Paulo. Inicialmente os métodos de análise estavam restritos a técnicas com uso de feixes iônicos no Laboratório de Análises de Materiais por Feixes Iônicos, LAMFI-USP. Atualmente, novos métodos de análises foram incorporados e abrangem as técnicas de imageamento, caracterizações elementares e composicionais com equipamentos portáteis. Estas técnicas se complementam e ajudam no entendimento dos materiais e técnicas utilizadas no processo criativo e de manufatura dos objetos. Os estudos e análises permitem desvendar, por exemplo, como Portinari combinava os pigmentos para criar as cores de suas telas ou identificar traços e imagens escondidas.