劳伦斯在加州大学伯克利分校的惠勒大厅领取诺贝尔奖
1939年的诺贝尔奖评出后因为二战没有举行颁奖仪式，就连获奖者的演讲也没有在瑞典举行。1940年2月29日，美国物理学家劳伦斯（Ernest Orlando Lawrence）在美国发表了他的获奖演说并且领取了诺贝尔奖。他因为发明了回旋加速器而获得了1939年的诺贝尔物理学奖。
1919年，卢瑟福宣称，粒子如具有更大的能量，就可能击破更多元素的核。于是人们致力于建造高压装置来加速粒子，向原子轰击以期进一步实现核转变。早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年，劳伦斯提出了回旋加速器的力量，他们设想用磁场使用带电粒子沿圆弧形轨道旋转，粒子反复通过高频加速电场，达到高能量。1931年，劳伦斯领导建造了世界上第一台回旋加速器。这台加速器的磁极直径只有10CM，加速电压为2kV，可以加速氘粒子的能量达到80keV。
回旋加速器为进行人工可控核反应提供了强有力的工具，大大促进了原子核、基本粒子的实验研究。20世纪40年代以后，物理学家用劳伦斯创造的加速器发现了许多新型核反应，观察到几百种前所未闻的同位素。
劳伦斯还倡导把加速器的粒子用于生物和医学研究及医疗方面，实施了第一个用快中子流治疗深部恶性肿瘤的实验，后来广泛利用加速器得到的同位素来治疗肿瘤等疾病。