Comunista convencido, emigró a la Unión Soviética en 1950, donde continuó su búsqueda en la decadencia del muon y sobre los neutrinos.
Se mudó a París en 1934, donde investigó bajo la dirección de Irène y Frédéric Joliot-Curie.
Cuándo el Ejército alemán se acerca a París durante la Segunda Guerra Mundial, Pontecorvo, su hermano Gillo, su primo Emilio Sereni y Salvador Luria huyeron de la ciudad en bicicleta.
En 1943, se une al equipo del programa británico Tube Alloys en el Laboratorio de Montreal, Canadá.
Ello formaba parte del Proyecto Manhattan para el desarrollo de las primeras bombas atómicas.
También observó los rayos cósmicos, la decadencia de muones, y el tema que se convertiría en su obsesión, los neutrinos.
Se muda a Gran Bretaña en 1949, donde trabajó para el Atomic Energy Research Establishment en Harwell.
Su hermano Paolo, quién nació en 1909, se hizo ingeniero y trabajó sobre los radares durante Segunda Guerra Mundial.
La suya era una familia italiana rica; Massimo poseyó tres fábricas textiles que emplean encima 1,000 personas.
Massimo era judío pero no practicante;[1] Maria era protestante y miembro de la Iglesia Evangélica Valdense.
[1] Al convertirse en su miembro más joven, el grupo lo apodó Cucciolo, lo cual significa "cachorrito".
[8][9][10] Empieza su relación con Helene Marianne Nordblom, una mujer sueca que trabajaba en París como niñera.
[15][3] Trabajó en colaboración con el físico francés André Lazard en el laboratorio de los Joliot-Curie en Ivry-sur-Seine, donde Pontecorvo descubrió lo que Frédéric Joliot-Curie llamó "fosforescencia nuclear"; la emisión de rayos X cuándo los neutrones y protones son excitados y regresan a su estado fundamental.
Se alista en el Partido Comunista Francés al día siguiente como una reafirmación de su fe personal en la Unión Soviética.
[18] Cuando los alemanes se acercaron a la ciudad en mayo de 1940, decidieron abandonar París.
Segrè había rechazado la oferta — ya tenía un buen trabajo en la Universidad de California — pero recomendó a Pontecorvo para el puesto.
[20] En Tulsa, Pontecorvo comenzó a trabajar para dos expatriados europeos, Jakov "Jake" Neufeld y Serge Alexándrovich Scherbátskoy, quienes habían fundado una compañía llamada Well Surveys con los fondos de Standard Oil.
Inspirado en el trabajo hecho en Italia y Francia, razonó que los neutrones, siendo partículas sin carga eléctrica, podrían ser capaces de detectar elementos diferentes bajo la superficie induciendo radiactividad en las rocas.
[23] Tras su reunión con Fermi, B. Pontecorvo no logra obtener ningún suministro, pero recibe una oferta de von Halban y Placzek para unirse al equipo del Tube Alloys en el Laboratorio de Montreal, en Canadá.
Con la idea de un programa posguerra nuclear, organizó una "debriefing" con Pontecorvo y Allan Nunn May, científicos visitantes del Proyecto Manhattan en Canadá, en la práctica para espiar a Gran Bretaña.
[26] Escribió 25 informes relativos al diseño del reactor, a pesar de que sólo dos fueron publicados.
Aun así, Sudoplátov identificó erróneamente a Pontecorvo como el espía codenado Mlad, ahora conocido como Ted Hall.
[33][34][35] En la URSS, Pontecorvo fue bienvenido con honores y recibió un número de privilegios reservados solamente a la nomenklatura soviética.
Fermi nombró a esta entidad "neutrino", palabra en italiano para "pequeño neutrón",[16] y en 1934 propuso su teoría de la desintegración beta, qué explicaba que los electrones emitidos por el núcleo estaban creados por la decadencia de un neutrón hacia un protón, un electrón y un neutrino.
Sin embargo, el ciclo CNO (que produce carbono, nitrógeno y oxígeno), sí lo logra.
Este fue el primer experimento exitoso que logró detectar y contar neutrinos solares, pero el número detectado se encontraba entre 1/3 y 1/2 de lo esperado, lo que se denominó "problema de los neutrinos solares".
Durante algún tiempo, ciertos científicos consideraron la horrible idea de que el Sol se estuviese apagando.
En 1959, se diseñó un potente acelerador, que nunca llegó a ser construido, y Bruno P. comenzó a considerar experimentos que fuesen realizables por él, considerando un experimento de observación de muones.
Pocos científicos estuvieron tan emocionados cuando la supernova denominada SN 1987A fue detectada mediante detectores de neutrinos.
En 2006, la sociedad histórica moscovita Moskultprog inauguró una placa conmemorativa en la casa de Bruno Pontecorvo en Moscú, en la calle Tverskaya número 9.