«Il bosone di Higgs è una particella molto speciale che non appartiene alle due classi in cui si suddividono le altre particelle: quelle di materia, [...] che sono i costituenti fondamentali dell'atomo, e quelle di interazione, che trasmettono l'Interazione elettromagnetica, quella debole e quella forte. Il bosone di Higgs è diverso perché ha il compito di dare massa a tutte le altre particelle e, se così non fosse, il nostro universo non esisterebbe e ovviamente non esisteremmo neppure noi.»
È entrata a far parte del CERN (Organizzazione europea per la ricerca nucleare) nel 1987 lavorando su vari esperimenti, tra cui UA2 all'SPS (Super Proton Synchrotron) e ALEPH al LEP (Large Electron-Positron Collider), il precursore di LHC (Large Hadron Collider). Nel 1990 ha incominciato a lavorare sull'argonliquido. Nel febbraio del 1992 ha partecipato all'esperimento ATLAS, che si avvale della collaborazione di oltre 3 000 studiosi, in gran parte fisici provenienti da 38 paesi di tutto il mondo, ed è considerato il più grande esperimento scientifico mai realizzato.[6] Dopo esserne stata coordinatrice dal 1999 al 2003, eletta dai propri colleghi ha ripreso tale carica dal 2009 al 2013.[7] Proprio in qualità di portavoce di ATLAS, il 4 luglio 2012 ha annunciato presso l'auditorium del CERN, unitamente a Joseph Incandela, portavoce dell'esperimento CMS, la prima osservazione di una particella compatibile con il bosone di Higgs.[8]
«Il meccanismo di Higgs entrò in azione dopo un centesimo di miliardesimo di secondo dalla esplosione del Big Bang e diede massa ad alcune particelle lasciandone altre senza massa. Dal Modello Standard, che è l’insieme delle nostre conoscenze che finora meglio descrivono la composizione della materia e le forze che fanno interagire le particelle, sapevamo che ci sono particelle come il fotone che non hanno massa ma sono pura energia e viaggiano alla velocità della luce e altre invece che hanno massa. La ragione era un mistero. Adesso abbiamo capito che questo fatto dipendeva dalle differenti interazioni che queste particelle avevano con il bosone.»
Nel 2013 ha preso parte al film documentario Particle Fever.
Il 4 novembre 2014 è stata selezionata dal consiglio del CERN, alla sua 173ª sessione, per la carica di direttore generale. È stata la prima donna ad aver ricevuto tale designazione.[11] Dal 1º gennaio 2016 è ufficialmente la nuova Direttrice Generale del CERN.[12]
Il 6 novembre 2019 è stata selezionata dal consiglio del CERN, alla sua 195ª sessione, per un secondo mandato come direttrice generale. È la prima volta nella storia del CERN che un direttore generale viene selezionato per un secondo mandato. Guiderà il centro di ricerca fino al 2025.
Si è dichiarata credente.[15] Ha anche affermato che lo studio della natura la porta a pensare a un intelletto ordinatore: "Quello che io vedo nella natura, la sua semplicità, la sua eleganza, mi avvicina all'idea di una mente intelligente ordinatrice".[16] In un'altra intervista ha risposto: "Sì, io credo. La scienza è compatibile con la fede e non ci sono contraddizioni. L'importante è lasciare i due piani separati: essere credenti o non credenti, non è la fisica che ci darà risposta".[17]
La rivista TIME l'ha collocata in quinta posizione nella graduatoria di Persona dell'anno 2012, che ha visto al primo posto il presidente Obama.[21][22]
Nel 2013 le sono stati assegnati:
il Premio Nonino, con la seguente motivazione: «Il premio Nonino premia in lei l'eccellenza di una ricerca che ha un potenziale immenso, ma purtroppo è spesso umiliata nel nostro paese».[23]
Nel 2018 le è stata conferita la medaglia Tate assegnata dall'American Institute of Physics per il suo ruolo di leader nella comunità internazionale della fisica.[26]
Nel 2023 l'Università Radboud di Nimega, in occasione delle celebrazioni per i cento anni dalla sua fondazione, ha scelto di conferire il dottoratohonoris causa a sette accademici di fama internazionale, fra cui Fabiola Gianotti. Il titolo le è stato materialmente conferito il 17 ottobre 2023.[28]
«Per le sue conoscenze scientifiche e le spiccate doti gestionali con cui guida il progetto Atlas e per il suo importante contributo al prestigio di cui gode la nostra comunità di scienziati nel campo della fisica nucleare.[30]» — 26 febbraio 2009[29]
^La notizia ha avuto riscontro anche sulla rivista per ragazzi Topolino: Gianfranco Goria, Complimenti e buon lavoro a Fabiola Gianotti!, su afnews.info, afNews, 2 gennaio 2016. URL consultato il 7 novembre 2019 (archiviato dall'url originale il 3 gennaio 2016).
^(EN) Fundamental Physics Prize - News, su fundamentalphysicsprize.org, Fundamental Physics Prize, 11 dicembre 2012. URL consultato il 26 gennaio 2013 (archiviato dall'url originale il 12 gennaio 2013).
^(EN) Runner-Up: Fabiola Gianotti, the Discoverer, su poy.time.com, Time, 19 dicembre 2012. URL consultato il 26 gennaio 2013 (archiviato dall'url originale il 18 gennaio 2013).
Speciale 150 anni: Fabiola Gianotti, su oggiscienza.wordpress.com, Oggiscienza, 29 ottobre 2011. URL consultato il 26 gennaio 2013 (archiviato dall'url originale il 19 maggio 2012).
Fabiola Gianotti racconta, su magazine.linxedizioni.it, Pearson Italia S.p.A., 30 gennaio 2009. URL consultato il 26 gennaio 2013 (archiviato dall'url originale il 17 gennaio 2013).