因发展了用以研究核过程的照相乳胶记录法并用此方法发现了π介子，获得了1950年度诺贝尔物理学奖。

1947年10月，鲍威尔和他的合作者发表了“关于乳胶照相中慢介子轨迹的观测报告”的论文，全面总结了他们的实验结果，正式表明他们发现了新粒子，并命名其为π介子。同时，他们指出，π介子可以衰变为另一种介子（μ介子）和中微子。经过详细的计算，得知π介子和μ介子的质量分别为电子质量的273倍和207倍。

π介子的发现，开创了物理学的一个新的分支学科—粒子物理学，鲍威尔因此也被誉为粒子物理学之父。