Côté physique des particules élémentaires, il s’est rapidement révélé au cours des années 60 que le coût des machines capables d’atteindre les très hautes énergies ne pouvait être supporté par une seule nation. Les investissements français commencent alors à s’orienter quasi-exclusivement vers les accélérateurs construits au CERN, avec en particulier la construction de l’ISR (Intersecting Storage Rings), qui produit les premières collisions protons-protons au monde en 1971, puis la construction du Super Proton Synchrotron, nouvel anneau de 7 km de circonférence qui utilise le PS à maintenant 30GeV comme injecteur. La construction du SPS démarre en 1971, et en 1976, le SPS produit ses premiers faisceaux de protons de 400 GeV. Il sera transformé en 1981 en collisionneur proton-antiproton et permettra, grâce à l’invention du « refroidissement stochastique », d’accumuler un grand nombre d’antiprotons et de découvrir en 1983 les particules W et Z – le tout valant à Simon Van der Meer et Carlo Rubia le prix Nobel l’année suivante. Pendant ce temps, le programme de physique des particules se poursuit au LAL sur le linac et les anneaux ACO puis DCI, mais se terminera définitivement en 1984.