1965年7月:東京大学 理学博士:「A quantum field theoretical method on the dynamical theory of X-ray diffraction and its application to the plasmon and phonon excitation(X線廻折の動力学的理論の場の量子論的方法とフォノン・プラズモン励起に対するその応用)」[4]
放射線物性を研究、α線の弾性散乱での「水切り運動」を発見した。
加えて、陽子線 α線のディチャネリングの理論を提唱。「大槻のディチャネリングの理論」として知られている。英文の専門書『Charged Beam Interaction with Solids』(Taylor and Francis, London)を発刊、世界的な教科書として各国で翻訳され、使用されている。これとは別に「火の玉」の理論的、実験的研究を行い、室内ではあるが、電磁波プラズマによって火の玉のほとんど[8]の特性を示すことに成功した。