Первый директор Института ядерных исследований, возглавлял Институт по 1987 год. Внёс основополагающий организационный вклад в создание Института, проектирование и разработку ядерно - физических экспериментальных комплексов, в сооружение Московской мезонной фабрики, Баксанской нейтринной обсерватории и других научных объектов. Ему принадлежит большая заслуга в формировании коллектива учёных, инженерно-технических работников, специалистов, определение основных направлений научных исследований, формирование научной программы Института.

Признанный в мире крупный учёный он (с соавторами) получил дисперсионные соотношения для амплитуд фоторождения пи мезонов на нуклонах, нашедшие экспериментальное подтверждение; предложил трёхмерную формулировку квантовой теории поля и получил квазипотенциальные уравнения Логунова - Тавхелидзе, которые широко используются для вычисления энергии квантовых систем, анализа кварковой структуры адронов, процессов с большой передачей импульса; получил конечноэнергетические правила сумм для амплитуды мезон-нуклонного рассеяния, непертурбативный метод широко используемый в квантовой хромодинамике, и установил свойство глобальной дуальности - одной из основ струнной модели адронов; установил возможность возникновения массы фермионов за счёт спонтанного нарушения симметрии в двумерной модели квантовой теории поля; выдвинул гипотезу о наличии нового фундаментального квантового числа - цвета, бесцветности адронных состояний, квазисвободном состоянии кварков в адроне, нашедшую экспериментальное подтверждение; правила кваркового счёта Матвеева - Мурадяна - Тавхелидзе; релятивистски - ковариантные уравнения для связанных систем частиц в квантовой теории поля; выдвинул принцип автомодельности в физике высоких энергий, развил единый подход к описанию глубоконеупругих процессов; решил проблему нестабильности барионной материи в условиях сверхвысокой плотности.

Крупный организатор науки он вносит неоценимый вклад в развитие международных научных связей Института с научными центрами других стран. Воспитал известную в мире школу физиков-теоретиков.