全米研究評議会
1919年、これにより学生が留学することができる2つの全米研究評議会フェローシップのうち1つを受賞した。コンプトンはイギリス、ケンブリッジ大学のキャベンディッシュ研究所へ行くことを選択した。J. J. トムソンの息子ジョージ・パジェット・トムソンとともにガンマ線の散乱と吸収を研究し、散乱した線が元の線源よりも容易に吸収されることを観測した。キャベンディッシュの科学者、特にアーネスト・ラザフォード、Charles Galton Darwin、アーサー・エディントンに大いに感銘を受け、次男にJ. J. Thomsonからとった名前をつけている。