戰後,利比在芝加哥大學化學系和原子核研究所（現E.費米原子核研究所）受聘為化學教授,1954年10月被美國總統艾森豪任命為原子能委員會委員,1959年任加尼福尼亞大洛杉磯分校化學系化學教授，1962年任地球物理與天體物理研究所所長。
利比是著名的物理化學家，放射化學專家，熱原子化學、示蹤技術、同位素示蹤技術專家，1947年創立了放射性碳十四（C）測定年代的方法，在考古學中得到極其重要的套用，還套用放射性同位素氚於地球物理和水文學研究，因創立放射性碳測年法而獲得1960年諾貝爾化學獎。
碳十四測年法以碳的放射性為依據的。碳是自然界中廣泛存在元素，占地殼重要組成的0.018%，天然碳有三種同位素，即C、C、和C。C和C不具有放射性，它們在自然界種的豐度分別為98.892%(C)和1.108%(C)。放射性同位素C在自然界含量極少，僅占1.2×10%,半衰期為5715年，它是碳的最穩定、最重要的同位素。利比創立的測年法，正是利用C的這種特性。
在大氣中和地層表面，一方面C衰變為N，同時N受宇宙線中子的轟擊轉變成C，所以C地球上的濃度基本維持穩定不變。另一方面C在大氣中與O2結合成CO2，由於新陳代謝，地球上生物活體，吸收或放出Co2的過程不斷進行，生物體內的C含量保持不變。但當生物失去新陳代謝作用，C循環進入生物體內的過程停止。這時，留在體內的C就只能按照其固有的半衰期5715年的衰變速率逐漸減少。因此，埋藏地下深層的沉積地層的樣品，只要測定其C與C的含量比例，按C的放射性衰變公式進行計算，便可推出待測物品的存在年代。
