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Le 1er juin 1983, des physiciens travaillant au CERN annonçaient avoir observé directement le boson Z. Cette découverte a été accueillie avec enthousiasme, car elle confirmait la théorie électrofaible, élément essentiel du Modèle standard de la physique des particules élaboré dans les années 1970.
Certes, des physiciens travaillant sur la chambre à bulles Gargamelle, au CERN, avaient déjà trouvé, une décennie plus tôt, la première indication indirecte de bosons Z, mais la première observation effective devait être issue de recherches effectuées au Supersynchrotron à protons (SPS) du CERN.
À la fin des années 1970, Carlo Rubbia, Peter McIntyre et David Cline proposèrent en effet de transformer le SPS, accélérateur à un faisceau, en collisionneur dans lequel se heurteraient deux faisceaux de particules. Faire se percuter des protons et des antiprotons produirait suffisamment d'énergie pour la production de particules Z ainsi que des bosons W correspondants.
Deux détecteurs, UA1 et UA2, étaient placés en différents points du collisionneur pour enregistrer les particules issues de ces collisions à haute énergie. Les physiciens commencèrent en 1981 à passer au crible les données de collision, et, deux années plus tard seulement, ils découvraient les premiers indices clairs du boson Z.
La découverte du boson Z signait une véritable prouesse technique, et venait confirmer un volet essentiel du Modèle standard. Elle a contribué à convaincre la communauté scientifique de l’intérêt de construire le collisionneur LEP (Grand collisionneur électron-positron), qui a été mis en service en 1989, afin de produire des millions de bosons Z pour des mesures précises des interactions électrofaibles.
En 11 années de fonctionnement, les expériences du LEP ont permis une étude détaillée de l’interaction électrofaible. Le LEP a été arrêté le 2 novembre 2000 pour permettre la construction dans le même tunnel du Grand collisionneur de hadrons (LHC).