日照实验小学数学
1972年夏天，丁肇中实验组利用美国布鲁克海文国家实验室的3.3×1010eV质子加速器，寻找质量在(1.5 ~ 5.5 )× 109EV之间的长寿命击中粒子。
1974年，他们发现了一种长寿命的击中粒子，其质量约为质子的三倍(3.1×109eV)。在公开发表这一发现时，丁肇中将这一新粒子命名为J，“J”和“D”的形状相似，意味着这一粒子是中国人在丁肇中发现的。同时，美国人B. richter也发现了这种粒子，并将其命名为ψ粒子。后来(1975)，人们把这种粒子叫做J/ψ粒子。J/ψ粒子具有奇特的性质，其寿命比预期的大5000倍。这说明它有了新的内部结构，不能用当时已知的三味夸克来解释，需要引入第四种夸克——粲夸克来解释。J/ψ粒子的发现极大地推动了粒子物理学的发展。因为这个原因，丁肇中和李希特都获得了1976诺贝尔物理学奖。
当时，新闻界有一个误解:J粒子被认为是以命名的丁粒子。其实这纯属巧合。丁肇中的初衷是用这种粒子来纪念这一重要的新发现，这一发现花费了他们10年的时间来探索电磁电流的特性。另外，在物理文献中习惯用J来表示电磁流，所以丁肇中用拉丁字母“J”来命名这种新粒子。
不要放过任何一个难题
丁肇中祖籍山东省日照市涛雒镇。父亲丁和母亲王娟英都在大学教书。1936期间，丁携怀孕妻子王娟英赴美国进行学术访问时，王娟英意外早产。提前来到这个世界的婴儿是丁肇中。
1948年冬天，丁肇中开始接受正规教育。受家庭影响，他对学习一丝不苟，专心致志。当他遇到难题时，他翻遍了所有的书，不得到答案是不会放弃的。有一次物理老师出了一道思考题，很多同学觉得很难放弃，等着老师解释。丁肇中不是这样的。他想吃饭，想走路，其他同学都出去活动了。只有他还在日照市的丁肇中苦苦思索这个问题。一个小时过去了，两个小时过去了...最后，他想到了解决问题的办法。他马上跑到图书馆找资料验证自己的方法是否正确，直到确认自己的解决方案。他上课认真听讲，不管对自己的答案有没有把握，他总是第一个举手回答老师的问题。课后和同学讨论问题时，往往要争论到“有了清晰的认识”。他的大部分业余时间都在图书馆度过，很少和同学一起打球看电影。他认为“最浪费的就是时间。”
由于丁肇中的努力，他在所有科目上都取得了优异的成绩，尤其是数学和物理，这为他实现终身目标奠定了坚实的基础。
关心祖国的科学发展
尽管丁肇中成为了美国公民，但他深深知道自己的根在中国。为了祖国高能物理的发展，他不辞辛劳，远涉重洋，多次来大陆进行学术交流和访问，介绍国际高能物理的发展情况，努力促进国际物理学家与中国物理学家的合作。在他的亲自指导和无微不至的关怀下，一些从事研究的中国科学家在欧美获得了博士学位。他不仅为中国培养了一批实验物理的科研人才，还努力为祖国培养实验物理的研究生。现受聘为中国科学技术大学名誉教授。丁肇中说:“四千年以来，中国在人类自然发展史上作出了许多重要贡献，将来也一定会作出更大的贡献。希望在我能工作的时间内，为中国培养更多的人才。”
测量电子的半径。
第一个片段发生在1966年，丁肇中重做了当时世界上最重要的实验之一，那就是测量电子的半径。丁肇中得到的实验结果与理论物理学家推导的理论是一致的，因为早在1948年，理论物理学家就根据量子电动力学理论得出电子没有体积的结论。但在1964年，实验物理学家得到了电子半径为10-13 cm的实验结果。随后，很多物理学家也得到了电子半径为10-13 cm的实验结果，即实验与理论不相符的结论。1966年，丁肇中重做了这个实验，证明以前那些科学家做的实验结果都是错的。后来，丁肇中总结了这个故事，懂得了“做实验物理，不要盲从专家的结论”。
发现了J粒子族。
第二个片段是J粒子家族的发现史。这一发现被国际高能物理学界誉为物理学发展史上的重要里程碑。1970年代初，物理学家普遍认为世界上只有三种夸克，世界上所有的现象都可以用三种夸克理论来解释。1974年，丁肇中提出了“寻找新粒子和新物质”的实验方案，可惜没有得到大多数物理学家的重视。但他坚持寻找，终于在实验中发现了一种新粒子——J粒子，其寿命是普通粒子的10000倍，最近又发现了J粒子家族。这个实验结果证明了当时的三夸克理论是错误的。当丁肇中意识到这段历史时，他总是说，“你应该对做基础研究有信心。你认为是对的，就要坚持做下去；”不要因为大多数人的反对就去做，也不要在乎别人怎么想。"
胶子的发现
第三段是寻找胶子的实验。在物理学中，理论上认为夸克之间的力是由胶子传递的。如果胶子存在，在高能正负电子碰撞实验中就会出现三个喷流。如果胶子不存在，高能正负电子碰撞实验就不会有三个喷流，而只有两个喷流。在实验中，丁肇中发现了三个喷流，证明了胶子的存在。根据这个“故事”，丁肇中告诫年轻的科学家们，“做实验物理应该对意想不到的现象有充分的准备”。
西欧核中心
第四部分是丁肇中在过去20年中在西欧核中心开展的卓有成效的国际合作研究工作。这个国际合作小组有来自19个国家的600多名科学家，其中三分之一来自美国，三分之一来自欧洲，三分之一来自俄罗斯和其他国家。这个国际合作实验组取得了重要的研究进展，发表了大量的学术论文，75人获得了博士学位。那么为什么这种国际合作会得到这么多国家和这么多科学家的支持呢？丁肇中后来在一次演讲中说:国际合作中最重要的是选择世界上最重要和最有趣的课题来引起科学家的兴趣。没有兴趣，就没有意义。
国际空间站
第五个片段是在国际空间站上寻找反物质粒子组成的宇宙(AMS)的实验。这次实验是经过多次激烈竞争后在国际空间站上进行的唯一一次实验。反物质的存在是由英国物理学家P .狄拉克在1928年推测出来的，他在1933年获得了诺贝尔奖。如果宇宙来自大爆炸，那么既有物质也有反物质。被采访的反丁肇中材料构成的宇宙在哪里？所有粒子都有反粒子。有没有反物质构成的宇宙？丁肇中的AMS实验就是要回答这些问题。如果反物质存在，它会在太空中放出反氦或反碳原子核，这些反原子核会穿过太空接近地球，所以我们应该可以在太空中探测到它们。所以这个实验需要测量外太空的带电粒子，通过测量磁场来确定。这个实验也是一个国际合作的研究工作，有15个国家的科学家参与。AMS实验将于2006年10月由美国航天飞机1128送入国际空间站，实验将持续3-5年。丁肇中在这项实验上投入了大量的精力。当实验不断取得进展时，他曾深有体会地说，对于一个做实验物理的人来说，要达到你的目标，最重要的是要有好奇心，对自己做的事情有信心，同时还要努力。