I 1964, etter et års permisjon fra CERN, som han tilbragte ved Stanford University, University of Wisconsin–Madison og Brandeis University, skrev han en avhandling kalt "On the Einstein-Podolsky-Rosen Paradox". Her viste han at man, som en forlengelse av EPR, kunne utlede det berømte Bells teorem. Den resulterende ulikheten strider mot kvanteteorien.