Dididik di Rusia, ia melakukan pekerjaan penting di Göttingen saat ia mengembangkan teori peluruhan alfa yang merupakan penerapan pertama dari mekanika kuantum untuk memecahkan masalah dalam bidang fisika nuklir (Edward U. Condon dan Ronald W. Gurney dengan bekerja sama juga menemukan teori yang sama dengan yang ditemukan Gamow dan pada waktu yang hampir sama).