在海森堡，從磁云室中發(fā)現(xiàn)了正電子和負(fù)電子間幾乎全部能量交換的彈性碰撞現(xiàn)象。被1946年的英國《自然》雜志稱為"科學(xué)珍聞"。

在法國，與丈夫錢三強(qiáng)合作發(fā)現(xiàn)鈾核的三分裂與四分裂，在國際科學(xué)界引起巨大轟動，為深入研究裂變機(jī)制開辟了一個新領(lǐng)域。

50年代初，世界上只有英國和蘇聯(lián)兩個國家掌握制造原子核乳膠的技術(shù)，1956年，她領(lǐng)導(dǎo)制成對質(zhì)子、α粒子及裂變碎片靈敏的原子核乳膠核-2和核-3，在靈敏度等主要性能方面達(dá)到與英國依爾福C-2相當(dāng)?shù)乃?。獲得1956年度中國科學(xué)院獎（自然科學(xué)部分）。 

積極領(lǐng)導(dǎo)開展中子物理與裂變物理的實(shí)驗準(zhǔn)備工作，1958年，我國第一臺反應(yīng)堆及回旋加速器建成后，研制實(shí)驗設(shè)備，陸續(xù)進(jìn)行了中子物理和裂變物理領(lǐng)域多方面的研究。

提出以科學(xué)高空氣球及高山站等為手段，推動宇宙線超高能物理及高能天體物理研究的開展。倡導(dǎo)并扶持建成了世界上海拔最高的高山乳膠室，發(fā)展了高空科學(xué)氣球以及空間硬x射線探測技術(shù)及其他配套技術(shù)。