Здесь в 1957 году был запущен синхрофазотрон. Тогда это был самый мощный протонный ускоритель в мире: человечество впервые перешагнуло рубеж по энергии в 10 ГэВ. Создателем советского ускорителя, попавшего в Книгу рекордов Гиннесса за самый тяжелый в мире электромагнит, был известный физик-экспериментатор В.И. Векслер. Сегодня бывший синхрофазотрон служит туннелем для бустера (промежуточного синхротрона тяжелых ионов) будущего коллайдера NICA. Из-за своего веса ─ 36 тыс. тонн ─ он выполняет также роль якоря, стабилизирующего фундамент всего здания.
NICA ─ еще один многообещающий проект, реализуемый в ОИЯИ. Благодаря новому дубнинскому коллайдеру физики смогут заглянуть в недра нейтронных звезд. Для этого в лабораторных условиях понадобится воссоздать особое состояние вещества ─ кварк-глюонную плазму. В международном проекте NICA около двух тысяч ученых со всего мира. Новый коллайдер должен изучить кварки (мельчайшие фундаментальные частицы), находящиеся в свободном состоянии при максимально достижимой плотности ядерной материи, а также пролить свет на некоторые не решенные до сих пор вопросы фазовых переходов этой материи.
В 2018 году в ОИЯИ была запущена первая в мире Фабрика сверхтяжелых элементов (ускоритель ДЦ-280), где ученые могут синтезировать и изучать новые элементы химической таблицы Менделеева. К Фабрике относится не только ускоритель ДЦ-280, но и новое здание со всеми его многочисленными инженерными системами, экспериментальные установки для физических и химических исследований. Интенсивность пучка ДЦ-280 (60 трлн. ядер в секунду) в 10 раз больше, чем у ускорителей-предшественников, У-400 и У-400 М, также созданных в Дубне.
Сегодня ОИЯИ по-прежнему сохраняет положение мирового лидера в области ядерной физики и смежных дисциплин. Международным союзом теоретической и прикладной химии подтвержден приоритет открытия в Дубне шести новых элементов. Еще четыре элемента — в статусе спорных.