研究.延森的早期研究，包括他的博士论文，专注于对电子层的统计学托马斯-费米模型的完善，对其作了重要的改进。1930年代末他开始研究原子核，1939年他已经在实验分析中，提出了原子核壳层结构模型的概念，但这一模型并未受到重视，因为玻尔在1936年提出的液滴模型已经能够很好地描述原子核反应，使得延森提出的原子核内轨道的概念似乎没有意义。此后，原子核壳层结构模型的继续发展受到了第二次世界大战的影响停滞不前，直到1940年代末延森才又重新致力于这一课题。1948年，延森在假设有强自旋轨