奈尔以博士后研究人员身份进入了科罗拉多大学博尔德分校的卡尔·威曼研究组。在科罗拉多大学博尔德分校的两年里，他提出了一个实现玻色-爱因斯坦凝聚的方法：用磁场约束原子，同时利用激光冷却和蒸发冷却，使系统温度降到足够低。这一设想得到了认可，他得以在美国国家标准技术研究所（NIST）和科罗拉多大学合办的JILA研究所里获得一个长期职位。玻色-爱因斯坦凝聚最终在1995年实现。这是原子物理学领域一个突破性的成果，康奈尔和他的博士后导师卡尔·威曼以及沃尔夫冈·克特勒三人因此获得2001年的诺贝尔物理学奖。康奈尔目前