1971年,丁肇中怀着渴求科学真理的急切心情,雄心勃勃地来到纽约附近的布鲁克海文实验室,开始了寻找J粒子的艰苦历程。

著名的布鲁克海文实验室,地处美国东海岸一个名叫长岛的地方,这里空气新鲜,树木葱郁,犹如世外桃源．在这里,科学家们正借助高能加速器的巨大威力探索着原子核里的各种粒子的奥秘．丁肇中经过同工作人员反复讨论,决定在一台能量为30 亿电子伏特的质子同步加速器和相应的探测器上进行实验．这次实验异常艰巨,丁肇中曾对此作过一个生动的比喻,他说: “在雨季的时候,一个像波土顿这样的城市,一秒钟之内也许要降落下千千万万的雨滴,如果其中的一滴雨有着不同的颜色,我们就必须找出那滴雨! ”

这次实验因非常冒险,又花费昂贵,曾受到许多非议．比如,它除了需要复杂精密的加速器和探测器外,为了防止实验进行过程中原子核分裂造成的严重辐射,在实验区里共用了1 万吨水泥块、100 吨铅、5 吨铀、5 吨硼砂作屏障物。

实验开始后,丁肇中和他的助手们日夜守候在一台台闭路电视机前,密切注视着各种仪器的工作情况．忽然,仪器上出现了危险信号: 尽管用了大量的屏障物,在实验区仍然出现了很强的核辐射。

“毛病究竟出在什么地方呢? ……这么大剂量的辐射,显然人是受不了的! 难道实验真的因此不能进行下去吗? ”丁肇中翻来覆去地思考着．沉思良久,他又醒悟过来: “作实验就好像打仗一样,不能有丝毫的犹豫和动摇,现在唯一的办法是尽快设法查明辐射的来源,使实验按照原定的计划进行下去,而不是半途而废! ”丁肇中就是这样一位非常勇敢、坚定而又沉着的科学家,他决不因为出现一点风险就放弃自己的整个计划．在他和助手们的精心检查下,很快找到了漏洞——用来阻挡发射质子束流的阻塞物的顶端这样一个十分重要的地方,却没有任何屏障! 漏洞堵塞后,辐射立即降到了安全水平。

实验继续进行,从4月8月,整整紧张地工作了4 个月．他们常常是通宵达旦,夜以继日地工作；有时,过了午夜他还守在仪器旁,一直工作到凌晨才回宿舍睡觉．丁肇中对自己对别人都要求十分严格,为了求得绝对准确的实验结果,他每作一次实验,常常不是重复验证一次,两次,而是不厌其烦地重复多次,直到结果是千真万确才罢．他认为,在科学的道路上,不脚踏实地的工作,不付出艰苦的劳动,就不可能前进；松松垮垮,舒舒服服,是搞不出名堂的。

1974年8月的一天,奇迹终于出现了: 他们将一束能量很高的质子束流打在铍的原子核上,发现了一个重量比质子重3 倍的新粒子．在这个空前的重大发现面前,丁肇中既没有欣喜若狂,也没有深信不疑,却表现得十分冷静谨慎．他为了证实自己的实验结果是科学上的新发现,紧接着又用不同的方法把新粒子散布到探测器的不同部位去,又领导助手们运用不同的计算程序进行检验,仔细检查了所有的仪器和工作环境,确认实验结果是完全正确的．至此,丁肇中才和他的助手们怀着无比兴奋的心情,决定把这个新粒子命名为J粒子。

J粒子的发现,引起各国科学家和学者的空前注目和轰动,也使一度沉寂的国际高能物理学界重新活跃起来．J粒子的问世,好比敲开了一个基本粒子家族的大门,给高能物理学的研究展示了崭新的前景。