Уильямсу принадлежит множество изобретений, но, пожалуй, одно из самых выдающихся из них родилось после посещения им в 1945 и июне 1946 гг. Муровской школы Пенсильванского университета (родины ENIACа), Bell Labs и Массачусетского технологического института, в котором начинались работы над одной из самых выдающихся ламповых ЭВМ (Whirlwind — “Вихрь”). Убедившись, насколько важна разработчикам ВМ память для хранения цифровой информации, Уильямс по возвращении на родину начал экспериментировать с обычной электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), используя ее экран, покрытый люминофором, как запоминающую среду. К ноябрю 1946 г. он убедился в возможности хранения на экране и считывания с него одного двоичного разряда. В декабре того же года Уильямс принял в Манчестерском университете кафедру электротехники и продолжил эксперименты с “запоминающей трубкой”, а заинтересованное в этих работах руководство TRE командировало ему в помощь Килбёрна. Проблема, которую они решали, заключалась в изыскании способа перехода от аналогового представления информации на экране трубки к дискретному. Необходимо было научиться управлять электронным пучком, так включая или выключая его в процессе сканировании внутренней поверхности ЭЛТ, чтобы либо создавать на экране заряженные точки, соответствующие “1”, либо не создавать или стирать их (“0”). Для считывания информации с экрана Уильямс и Килбёрн предложили использовать группу специальных электродов, расположенных снаружи ЭЛТ. Опытным путем они установили, что для сохранения заряда на экране трубки он должен регенерироваться 30 раз в секунду. Поздней осенью 1947-го ученые построили память емкостью 2048 разрядов на основе стандартной 6-дюймовой в диаметре ЭЛТ. Это запоминающее устройство в литературе обычно именуется “трубкой Уильямса”, хотя справедливее было бы называть ее “трубкой Уильямса — Килбёрна”.