1946年与瓦维洛夫的邂逅
1946年，年轻的吉亚斯·乌马罗夫从塔什干前往列宁格勒，怀着攻读核物理研究生的志向。这段旅程本身就是一种决心的体现——在列宁格勒和莫斯科的精英物理学机构中，来自中亚的科学家极为罕见。
在大学的台阶上，乌马罗夫偶遇了一位改变他职业生涯方向的人物。他遇到了苏联科学院院长谢尔盖·伊万诺维奇·瓦维洛夫院士，一位苏联光学和荧光研究领域的巨擘。瓦维洛夫认识到这位年轻人的才华和抱负，亲自协助他进入了弗·格·赫洛平院士领导的镭研究所。
在镭研究所，一次早期的实验室演示出了差错。赫洛平非但没有责备这位年轻的研究生，反而打趣说："这叫做参观效应"——并将他接纳到了自己的项目中。这是一个改变命运的时刻，由此开启了一段长达四十年的科学生涯。
杜布纳联合核研究所的贝塔能谱学
乌马罗夫的核物理研究集中在贝塔能谱学领域——即精确测量贝塔衰变中发射的电子能量。这一领域对于理解原子核结构和亚原子粒子的基本性质至关重要。
1957年，乌马罗夫组织了一批乌兹别克科学家前往杜布纳联合核研究所（JINR）工作——这是苏联版的欧洲核子研究组织（CERN）。在那里，他开发了一台永磁体贝塔能谱仪，该仪器可以精确测量贝塔粒子的能量，而无需传统能谱仪所使用的大型电磁铁。这项工作后来被记录在1970年与阿卜杜拉扎科夫和格罗莫夫合著的专著《永磁体贝塔能谱仪》中。
1949年朗道论辩
乌马罗夫核物理生涯中最具戏剧性的一幕发生在1949年他在莫斯科大学进行副博士论文答辩期间。评审委员中有列夫·达维多维奇·朗道——二十世纪最伟大的理论物理学家之一，后来的诺贝尔奖得主。
争论的焦点是中微子的质量——粒子物理学中最根本的问题之一。当时的主流共识认为中微子质量大约为电子质量的0.3到0.8倍。乌马罗夫的论文提出了一个截然不同的数值：中微子质量应当不超过电子质量的1/50到1/100——本质上非常接近于零。
朗道对此持反对意见。辩论十分激烈。但乌马罗夫坚持了自己的立场。
"答辩人保留了他的观点，反对人保留了他的观点。"
— 列夫·朗道，乌马罗夫论文答辩正式评审意见，1949年
尽管与物理学界最令人敬畏的智者发生了这样的对峙，莫斯科大学的学术委员会仍然全票通过——全部43名委员——授予了乌马罗夫学位。历史证明乌马罗夫的立场是正确的：现代测量证实中微子质量确实极其微小，约在电子伏特的小数量级——远比1949年的主流共识更接近乌马罗夫的估计。
1981年，传奇天体物理学家雅·布·泽尔多维奇和穆·尤·赫洛波夫在《物理学进展》上发表了一篇关于中微子质量宇宙学约束的里程碑式论文，其中引用了乌马罗夫的早期研究，与13位诺贝尔奖获得者的研究并列。
返回塔什干的决定
答辩成功后，乌马罗夫获得了莫斯科多个有声望的职位邀请。他全部谢绝了。相反，他选择返回塔什干——这一决定让苏联物理学界的许多同事感到困惑。
他的考量既有个人因素也有战略因素：他希望在自己的故乡建设科学共同体，而不是仅仅加入其他地方已有的科学圈子。这一决定后来证明对乌兹别克斯坦的科学发展具有深远的变革性影响。
首位以乌兹别克语教授物理学的科学家
回到塔什干后，乌马罗夫成为第一位在中亚理工学院以乌兹别克语教授高等物理学的科学家。在他的倡议之前，乌兹别克斯坦所有的高等物理教育都以俄语进行。通过创建乌兹别克语物理课程，他使整整一代乌兹别克学生能够以母语学习复杂的科学概念——这是科学民族建设的基石之举。
1957年杜布纳联合核研究所
在列宁格勒接受初始训练十年后，乌马罗夫组织了一支乌兹别克物理学家代表团前往杜布纳联合核研究所工作。这不仅仅是一次科研之旅；更是一个宣言——中亚科学家完全有资格参与国际核研究的最高水平。在杜布纳，乌马罗夫的团队开发了仪器设备——特别是永磁体贝塔能谱仪——这代表了核测量科学中真正的技术创新。
1958年与库尔恰托夫的合作
1958年，乌马罗夫在塔什干物理技术研究所建立了一个等离子体物理实验室，直接接受伊戈尔·瓦西里耶维奇·库尔恰托夫的指导——库尔恰托夫是苏联核计划之父，曾领导苏联原子弹和氢弹的研制。
库尔恰托夫的支持不仅仅是口头上的。他向塔什干发送了整整两节火车车厢的设备来装备新实验室。这是一笔非同寻常的资源投入，表明莫斯科科学界对乌马罗夫有能力在远离苏联传统科学中心的地方建立一个严肃研究项目充满信心。
托卡马克研究：最后的工作
乌马罗夫的科学生涯以他最后发表的工作画上了一个完美的句号：一篇关于在托卡马克中维持等离子体稳定平衡方法的论文。托卡马克——一种用于核聚变的磁约束装置——代表了他两大科学热情的终极融合：核物理与能源。
托卡马克将超高温等离子体约束在环形磁场中，寻求氢原子核发生聚变并释放能量的条件——这与太阳的产能过程完全相同。对于一位花了数十年同时研究核反应和太阳能的人来说，托卡马克是最完美的最终研究课题：在地球上创造一个微型太阳的尝试。
正如他的同事后来写道："一个梦想利用等离子体和太阳的力量来改善人们生活的人。"