2019年，美国期刊《今日物理》刊登了一篇短文《为了爱情和物理》。这篇文章首次披露了彭桓武一段不为人知的跨国恋情。文章作者是女主角的女儿。

1945年至1947年间，彭桓武在爱尔兰都柏林高等研究院理论物理研究所任职。在他指导的博士后中，有一位美丽的法国女士，名叫Cecile Morette。

这篇文章写道：她非常爱他，本想嫁给他，但那是20世纪40年代末，彭桓武执意要回到处于内战之中的中国。临走时，彭桓武给Cecile留下一张去中国香港的单程票，承诺安顿好后，就来接她。但Cecile“退缩了”，她担心来到一个动乱中的国家，连中文都不会说，会变成爱人的负担，她更担心从此再也无法回到自己的祖国。

后来，Cecile也成为一位优秀的理论物理学家，为自己的国家和物理学发展作出了重要贡献。他们之间的通信保持到20世纪50年代初期。后来女儿们发现了母亲保留的信件，“信中显示了一位大度、睿智的男人仍然爱着她，并希望她接受他的求婚，但他知道这对她来说太难了”。

孙昌璞回忆，2005年，Cecile专程来中国看望彭桓武，但即便朝夕相处的同事，也不知道他们之间的这段往事。“唯独有一次，我们准备陪着彭先生一起坐车，彭先生说：你们不用陪了，我们两个随便聊聊。”

《为了爱情和物理》中提及一件类似的事。1982年，Cecile随美国科学代表团访问了中国，又见到了彭桓武。彭桓武谢绝了派来接送他们的车子，和Cecile一起步行了一段。Cecile后来回忆，两人走路时，他只是告诉她：“我很高兴你还穿着舒适的鞋子。”

彭桓武留下最有名的名言，当属那句：“回国不需要理由，不回国才需要理由！”——“其实彭先生有很多不回国的理由：他在西方有很高的学术地位、有常人眼里的大好前程，甚至有浪漫的异国爱情。但这么多‘理由’，都没能阻挡他回国的步伐。这种情怀，怎能不是刻骨铭心的呢？”孙昌璞为此感慨不已。