Durante i quattro giorni della settimana in cui rimane a Ginevra, Rubbia, affiancato da un gruppo di fisici internazionali del CERN cerca di risolvere i difficili problemi che la produzione quotidiana di antimateria gli pone. Il passaggio più difficile è quello che consiste nel concentrare i fasci di particelle e ottenere che i due fasci collidenti non si annullino a vicenda. Simon Van der Meer riesce a risolvere questo problema ideando un processo di raffreddamento stocastico in grado di concentrare i fasci di particelle. Alla prova, le particelle non si annullano e continuano a girare. La successiva scoperta (1983) dei bosoni W (positivo e negativo), a cui si aggiunge il bosone neutro "Zeta zero", è quasi la naturale conseguenza di quel primo successo. Il Nobel a Rubbia e al collega del CERN Simon Van der Meer arriva appena un anno dopo (1984), quando già l'instancabile professore sta progettando la costruzione di un Grande Collisionatore a elettroni e positroni, il LEP, un anello di 27 Km di circonferenza, scavato nel sottosuolo tra la Francia e la Svizzera, che sarà inaugurato ufficialmente nel 1989. Dal dicembre 1989 Carlo Rubbia è Direttore Generale del CERN, con un incarico di cinque anni, ma non per questo limita i suoi orizzonti.

Promuove a Trieste la realizzazione del progetto "Luce di Sincrotone" che darà all'Italia una macchina capace delle più sofisticate innovazioni tecnologiche; contribuisce in maniera decisiva all'attività del Laboratorio del Gran Sasso dedicato alla ricerca del decadimento del protone. È il cosiddetto esperimento "Icarus" che tenterà anche di rilevare, al pari di un elementare telescopio di neutrini, il segnale dei neutrini emessi dal sole.

Intanto la vicenda di Chernobyl ha scosso le coscienze e intaccato l'aura sacrale che ammantava l'ambito nucleare. Anche Rubbia è combattuto e manifesterà questa sua inquietudine nel libro II dilemma nucleare (Sperling & Kupfer, Milano 1987). Perciò propone, alla Conferenza Nazionale per l'Energia (Roma 1987), un esperimento per cercare di produrre energia da fusione, la fonte di energia pulita che potrebbe risolvere i problemi dell'uomo nel 2000. Si tratta di un reattore a confinamento inerziale, che utilizzando fasci di collisione ad alta energia, dovrebbe far implodere le microscopiche palline di deuterio e trizio.

I risultati più importanti della fusione a tutto campo, sperimentata capillarmente in tutto il mondo sono stati finora ottenuti dal Jet, a Culham in Inghilterra; se ne occupano anche Ginevra e Trieste.

Alla fìne del 1991 Carlo Rubbia ha ottenuto il via al progetto LHC (Large Hadron Collider), il nuovo superacceleratore destinato a ottenere lo sviluppo di energie per migliaia di miliardi dl elettronvolt. Fedele alla politica delle scatole cinesi, LHC è stato inserito nel medesimo tunnel del LEP per migliorare le prestazioni e la potenza facendo guadagnare all'Europa tempo prezioso oltre che denaro, a differenza degli americani che devono costruire ex novo il loro SSC.

L'attenzione di Rubbia non è però rivolta soltanto alle macchine ma anche agli uomini. Colpito dalla diaspora degli scienziati ex-sovietici sta ora cercando di arginare la dispersione del patrimonio scientifico e culturale dell'ex Unione Sovietica. Per sostenere in patria cinquemila scienziati propose infatti al Presidente Mitterand una Fondazione Internazionale, il cui budget annuale si aggirava sui cento milioni di dollari. Ma tanto fervore e tanto dinamismo non lo hanno allontanato dai timori per l'esplosione demografica e per gli sviluppi dell'ingegneria genetica. "Per quanto la scienza possa essere ricca di idee e di soluzioni non potrà mai competere con la crescita esponenziale della popolazione umana" dice Rubbia, mentre agli amici biologi ricorda e raccomanda: "Non ripetete l'errore di noi fisici ai tempi della bomba termonucleare, non aprite strade che ripetano sbagli da noi già fatti in passato".