N., som bl.a. arbetade hos Niels Bohr i Köpenhamn 1923–28, betraktas som den japanska kärnfysikens fader. Med Oskar Klein härledde han sannolikheten för fotoners spridning mot elektroner, den s.k. Klein–Nishina-formeln. Efter hemkomsten var han huvudansvarig för uppbyggandet av modern fysikforskning i Japan.