En 1961 comenzó a trabajar en los laboratorios Bell, en New Jersey. Uno de sus primeros proyectos fue buscar las líneas de emisión de las moléculas de OH. Con el éxito de este primer trabajo emprendió la construcción de una antena más grande. Durante este tiempo, otro radioastrónomo llamado Robert Wilson, llegó de Caltech y comenzó a trabajar en 1963. Ambos iniciaron observaciones radioastronómicas. Debido a la gran precisión de sus sistemas, comenzaron nuevos proyectos uno de los cuales fue la medición de la intensidad de la radicación de nuestra galaxia en altas latitudes, que dio como resultado el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo.