Les études expérimentales de la structure des noyaux instables, à durée de vie limitée, très riches ou très déficients en neutrons peuvent être menées au moyen de réactions directes qui permettent de déduire les caractéristiques des densités de matière, de transition entre état fondamental et états excités et la structure en couches de noyaux éloignés de la vallée de stabilité, choisis pour leurs propriétés particulières : halo, peau de neutrons, couches présentant de nouveaux nombres magiques.

Dans le cadre de ces programmes de recherche sur l'exploration des propriétés des noyaux exotiques et  l’évolution de la structure en couches en fonction de l’isospin, des détecteurs spécifiques ont été conçus pour réaliser ces expériences de réactions nucléaires directes induites par les faisceaux radioactifs et assurer une exploitation optimale des faisceaux. Avec l'objectif d'obtenir les observables (cinématique, spectres en énergie d'excitation, distributions angulaires des sections efficaces de réactions) avec une qualité inégalée, les groupes de structure et de réactions nucléaires du CEA-Saclay, IRFU, du CNRS IN2P3 IPNO et du GANIL ont développé et construit, avec les services techniques de ces instituts, l’instrument MUST2 qui représente l’état de l’art de la discipline. Depuis 2010, ce système est constitué d’un ensemble de 8 télescopes pour mesurer les énergies, positions et temps de vol des particules légères chargées produites dans les réactions directes.