Wrócił do kraju (inaczej niż jego brat, przedwojenny oficer zawodowy, kpt. artylerii Wojska Polskiego II RP i Polskich Sił Zbrojnych, który pozostał do końca życia na emigracji w Wielkiej Brytanii) we wrześniu 1945 r. i podjął na nowo pracę akademicką jako młodszy asystent w Katedrze Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Poznańskiego. W 1946 r. uzyskał stopień magistra filozofii w zakresie fizyki, po czym do 1949 r. pełnił funkcję adiunkta.
W tym okresie pod wpływem lektury prac Willarda Libby'ego zaczął prowadzić własne badania w najważniejszej dlań odtąd dziedzinie geochronologii, udoskonalając sposoby datowania znalezisk organicznych za pomocą izotopu węgla C-14, o czym jako o "obiecującej metodzie oznaczania wieku zabytków" pisał już w 1949 r. Również wówczas wykonał tą metodą - po raz pierwszy w Polsce - pomiar wieku próbki materiału (kawałka drewna z Muzeum Ziemi PAN w Warszawie). W 1951 r. doktoryzował się w dziedzinie nauk matematyczno-przyrodniczych, pisząc pracę pt. O pomiarze koncentracji izotopu C-14 w węglu pochodzenia organicznego.