În 1977, o echipa condusa de Lederman descoperit particula Upsilon (atunci cea mai grea cunoscute particulă subatomică) și un alt particulă fundamentală importantă, a cincea sau de jos Quark. Doi ani mai târziu, a devenit Lederman directorul Fermilab, unde a supravegheat construcția și operarea primei Synchrotron supraconductoare. Synchrotron se află în un tunel subteran care formează un cerc 1 1/4 mile (2 kilometri) în diametru. Synchrotron accelerează protoni la aproape de viteza luminii. Oamenii de stiinta, fie directă un fascicul de protoni la o țintă staționară, sau fac un fascicul de protoni se ciocnesc cap pe cu un fascicul de antiprotoni. Apoi au studieze rezultatele. Sincrotron Fermilab a devenit cea mai mare accelerator de energie din lume, si oamenii de stiinta din intreaga lume au venit la laborator pentru a efectua experimente.
Lederman retras de la Fermilab în 1989, să se alăture la facultatea de la Universitatea din Chicago ca profesor de Fizică. Din 1992, el a fost profesor de științe la Institutul de Tehnologie din Illinois din Chicago. El a ajutat la găsit și a servit de pe placa de administrație al Matematica Illinois si Academia de Științe. În 1989, a fost numit consilier stiinta guvernatorului de Illinois. El a ajutat la organizarea Academiei profesori pentru matematică și științe. În 1990, el a devenit presedinte al Asociatiei Americane pentru Progresul Stiintei. 
[1] [2]