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1963년 서독의 J. H. D. 옌젠, 미국의 M. G. 마이어와 함께 노벨 물리학상을 받았다. 그는 핵물리학에 기여한 여러 가지 공로로 이 상을 받았는데 그 속에는 반전성 보존에 관한 그의 법칙이 포함된다.

1928∼30년 베를린의 공과대학에서 강의했고 그뒤 미국으로 건너갔다. 위스콘신대학교에서 물리학 교수를 지낸 2년(1936∼38)을 제외하면 그는 나머지 학술활동 기간을 프린스턴대학교(1938∼71)의 토머스 D. 존스좌 수리물리학교수로 보냈다. 1937년 미국 시민이 되었다.

유럽에 있는 동안 그는 군론을 양자역학에 적용하는 문제와 관련된 원리들을 발전시켰고 원자구성입자들의 행동을 특징짓는 시·공간에서 대칭의 개념을 전개시켰다. 1936년 중성자 흡수이론을 연구했는데, 이는 나중에 원자로 건설에 유용한 것으로 밝혀졌다. 헝가리에서 온 두 과학자 레오 실라르드, 에드워드 텔러와 함께 위그너는 1939년 아인슈타인으로 하여금 미국 원자폭탄 개발계획을 시작하게 만든 그 역사적인 편지를 프랭클린 루스벨트 대통령에게 쓰도록 설득하는 일에 한몫을 했다. 제2차 세계대전 동안 그는 시카고대학교의 금속학연구소에서 연구하면서 엔리코 페르미가 최초의 원자로를 만드는 일을 도왔다(→ 페르미).

위그너는 양자역학·화학반응률에 대한 이론과 원자핵의 구조에 대해서도 연구했다. 1960년 평화를 위한 원자상(Atoms for Peace Award)을 받았다. 그의 출판물에는 〈분산관계와 그것의 인과성과의 관련 Dispersion Relations and Their Connection with Causality〉(1964)·〈대칭성과 반사 Symmetries and Reflections〉(1967)가 포함된다. 민간 방공을 다룬 〈생존과 폭탄 Survival and the Bomb〉(1969)이라는 에세이집을 편집하고 이 책에 실린 글마다 머리말을 썼다.