他与莱纳·魏斯尝试将魏斯设计制作的干涉臂为5英尺长的雏型引力波探测器加以改良。1981年，索恩在加州理工学院实验室里成功地制成了干涉臂为31英尺臂长的雏型引力波探测器。索恩是激光干涉引力波天文台（）的主要发起者之一。1984年索恩与朗纳·德瑞福、莱纳·魏斯合作拟妥了计划，这计画是至今为止（2016年）美国国家科学基金会投资的最大项目。运用激光干涉的方法测量微小的长度变化，引力波引起的时空扰动会造成某种特别模式的长度变化，LIGO希望能够找到这种特别模式，从而探测到引力波的踪迹。长久以来，索恩是在理论