разработал новый тип ускорителя —
кольцевой фазотрон
(совместно с коллективом сотрудников, 1959-1963).
обнаружил эффект авторезонансного взаимодействия электронов с плоской электромагнитной волной, который лёг в основу мазеров на циклотронном авторезонансе и обращенного
лазера на свободных электронах
(совместно с А. А. Коломенским, 1961).
Предложил новые коллективные методы ускорения, в частности — ускорение кильватерными полями в сильноточных пучках (1972).
Создал и экспериментально подтвердил кинетическую теорию магнитной изоляции (1973).
Построил одночастичную теорию лазера на свободных электронах, объяснил механизм индуцированного излучения в классических пучковых системах (совместно с А. А. Коломенским,1971-1974).
Предложил и экспериментально подтвердил метод генерации килоамперных пучков отрицательных ионов (1981).
Основные работы
Теория циклических ускорителей. ГИФМЛ М. 1962 (Theory of Cyclic Accelerators. North-Holland. 1966);
Основы физики и техники ускорителей (два издания) . Энергоатомиздат 1981,1991.
The Theory of Coherent Radiation by Intense Electron Beams. Springer 2007.