Prowadził badania w dziedzinie fizyki kwantowej i spektroskopii, wyjaśniając interakcje pomiędzy światłem a atomami - Inspiracje czerpał m.in. z publikacji polskiego fizyka, Wojciecha Rubinowicza. W 1964 roku został członkiem honorowym Polskiego Towarzystwa Fizycznego a w roku 1967 – członkiem zagranicznym PAN.
W 1966 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki „za odkrycie i rozwój optycznych metod badania rezonansu Hertza w atomach”.
