Salah satunya adalah Born-Oppenheimer, yakni pemisahan gerak nuklir dari gerak elektron dalam perlakuan matematis molekul.
Pada 1927, Oppenheimer kembali ke Harvard dan berlanjut ke Institut Teknologi California di tahun berikutnya. Dan selama lebih dari 13 tahun, Oppenheimer senantiasa bolak-balik menuju kedua universitas ini hingga menjadi seorang ilmuwan yang menemukan berbagai teori fisika termasuk teori lubang hitam pada 1930 an.
Oppenheimer menikah dengan Katherine pada November 1940 dan memiliki anak pertama bernama Peter di tahun berikutnya. Anak keduanya lahir pada 1944 yang kemudian diberi nama Toni.
Pada awal Perang Dunia II, Oppenheimer terlibat dalam pengembangan proyek bom atom. Pada awalnya, Oppenheimer berperan dalam perhitungan neutron. Hingga pada akhirnya ia ditunjuk sebagai direktur ilmiah Proyek Manhattan sejak Juni 1942.
Di bawah kepemimpinan Oppenheimer, Manhattan Project mempekerjakan lebih dari 3.000 orang untuk mengatasi masalah teoritis dan mekanis dalam pembuatan bom atom. Dan hasil pekerjaannya terlihat dari luluh lantaknya Hiroshima dan Nagasaki serta meninggalnya ratusan ribu nyawa di kedua kota ini.