Posteriormente, en 1939, fue catedrático del departamento de Física en dicha Universidad.Pronto destacó por sus trabajos de investigación sobre los fotoelectrones producidos por rayos X, la radiación cósmica (en colaboración con Robert Andrews Millikan), los rayos gamma y la radiactividad inducida.Fotografiando los rastros de rayos cósmicos en la cámara de ionización, descubrió en 1932 una partícula que bautizó con el nombre de positrón, llamada también electrón positivo por tener la misma carga positiva que un protón y la misma masa que un electrón, y cuya existencia había sido predicha unos años antes por Paul Dirac.[1] En 1938 descubrió otra importante partícula elemental relacionada con los rayos cósmicos, el mesón (llamado ahora mesón ý), previsto ya por Hideki Yukawa en 1935.Por su descubrimiento del positrón se le otorgó el Premio Nobel de Física en 1936, compartido con Victor Franz Hess.
