Formatosi alla scuola fiorentina di fisica dei raggi cosmici creata da Bruno Rossi, collaborò durante la guerra con Marcello Conversi e subito dopo con Ettore Pancini ad un'importante serie di esperimenti sui raggi cosmici che portarono alla scoperta della particella in seguito nota come muone, che segnò di fatto la nascita della "fisica delle alte energie". Dopo la guerra la sua carriera si svolse attraverso varie istituzioni di ricerca negli Stati Uniti, dando significativi contributi negli anni Cinquanta alla ricerca sulle anti-particelle. Attualmente è prof. emerito di Fisica nell'University of California, San Diego (U.S.A.).