1928年に、放射性原子核のアルファ崩壊に初めて量子論を応用し、それが原子核の周りのポテンシャル壁をアルファ粒子がトンネル効果で透過する現象であるとの理論をたてて、それまで実験的に知られていたガイガー・ヌッタルの法則を導いた。1929年、レニングラード大学で博士号を取得後、ゲッティンゲン、ケンブリッジ、コペンハーゲンを経て、1931年にレニングラードに戻る[1]。1931年には原子核物理学の教科書をオックスフォード大学から出版、1933年にロシアを離れて妻とアメリカに渡ると、1934年にジョージ・ワシントン大学で教授職に就き、1956年まで勤めた[1]。 1948年には、ラルフ・アルファー、ハンス・ベーテとの共同論文で、宇宙の核反応段階に関する理論、いわゆる「アルファ・ベータ・ガンマ理論(α-β-γ理論)」を発表した。このうちベーテは、実際にはこの研究に全く絡んでいないが、ガモフが「βにあ
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