Durante estos años hizo contribuciones significativas al descubrimiento del positrón anunciado por Anderson en 1932.

Tras su doctorado siguió trabajando con Anderson y en 1936 anunciaron el descubrimiento del muon partícula de masa intermedia entre el protón y el electrón, cuya existencia teorizó al encontrar que las partículas de mayor masa de los rayos cósmicos que alcanzaban el nivel del mar no eran protones.

En un principio este método fue severamente criticado pero Oppenheimer le permitió seguir estudiándolo como posible respaldo para el entonces preferido método artillero para la detonación nuclear y le hizo responsable del equipo de trabajo E-5 dentro de la División Artillera dirigida por William Parsons.

En junio de 1944 fue relevado por George Kistiakowsky aunque permaneció trabajando en la implosión como asesor técnico.

Se retiró en 1973 pero siguió ligado a investigaciones sobre detección de neutrinos.