CP violation
Bigi beschäftigte sich mit der Phänomenologie des Standardmodells der Elementarteilchen und darüber hinausgehende Physik. Insbesondere beschäftigte er sich mit Anthony Sanda mit der CP-Verletzung im B-Meson-System. Die CP-Verletzung wurde zuerst 1964 im K-Meson-System entdeckt, aber von Bigi und Sanda 1980 auch im B-Meson-System vorhergesagt, was 2001 experimentell bestätigt wurde – in den sogenannten „B-Meson-Fabriken“ am SLAC in Stanford (BaBar) und KEK in Japan (BELLE).