ביחד עם ליזה מייטנר והאסיסטנט שלו, פריץ שטרסמן, המשיך האן את עבודת המחקר של הפיזיקאי האיטלקי אנריקו פרמי, שהחל בשנת 1934 להפגיז אורניום בנייטרונים. עד לשנת 1938 סברו המדענים כי היסודות הכימיים שמספרם האטומי גבוה מ-92 (מספרו של האורניום), הם היסודות הטרנס-אורניים, נוצרים כתוצאה מהפגזת אטומי אורניום בנייטרונים (חריג יחיד הציבה הכימאית אידה נודאק, שחזתה את המהפכה המדעית של 1938–1939 כאשר פרסמה כבר בשנת 1934 את השערתה לפיה "ייתכן שבעת הפגזת יסודות כבדים בנייטרונים, יסודות אלו מתפרקים למספר רכיבים גדולים, שהם בוודאי איזוטופים של יסודות מוכרים, אבל לא שכנים (בטבלה המחזורית) של היסודות שהופגזו"). אלא שהשערה זו לא זכתה לתשומת לב מספקת. האפשרות כי גרעיני אטומים כבדים יתפרקו ליסודות קלים יותר נחשבה לתאוריה בלתי-קבילה לחלוטין.
ב-13 ביולי 1938 חצתה ליזה מייטנר את הגבול להולנד ומשם לשוודיה, משום שסיפוחה של אוסטריה לגרמניה הנאצית במרץ 1938 שלל ממנה את אזרחותה האוסטרית וכיהודייה הייתה נתונה כעת בסכנה גדולה.
כאשר הפגיזו אוטו האן ופריץ שטרסמן בדצמבר 1938 דגימות של אורניום בנייטרונים חמים, בחפשם אחר יסודות טרנס-אורניים, מצאו עקבות של היסוד באריום. ההוכחה לכך נמצאה בעזרת מלח אורגני של באריום שאותו סיפק הכימאי היהודי וילהלם טראובה, שאת מעצרו, ומאוחר יותר את רציחתו, ניסה האן למנוע, ללא הצלחה.
בעקבות הניסוי המכריע ב-17 בדצמבר 1938 (שנודע כניסוי "שבירת רדיום-בריום-מזוטוריום") הכריע האן כי מתבצע "פירוק" של גרעין האורניום לגרעינים של יסודות ממשקל אטומי בינוני. זה היה איפוא גילויו של הביקוע הגרעיני. התוצאות של האן ושטרסמן פורסמו בינואר 1939 בכתב העת "Die Naturwissenschaften" והיוו הוכחה מכרעת (באמצעות חישובי האנרגיה המשתחררת במהלך התגובה) לכך שהאורניום אכן מתפרק ליסודות קלים וקטנים יותר. בפברואר 1939, לאחר שקיבלה מהאן דיווח כתוב על תוצאות ניסוייו, פרסמה מייטנר ביחד עם אחיינה אוטו פריש, שאף הוא היגר בינתיים לשוודיה, הסבר תאורטי פיזיקלי ראשון לביקוע הגרעיני בכתב העת האנגלי Nature, ובו טבע פריש את המינוח האנגלי "Nuclear fission", שהתקבל מאז כשמה של התופעה.
במהלך מלחמת העולם השנייה הקדיש האן את עבודתו, ביחד עם עמיתיו, לחקר הביקוע של האורניום ובשנת 1945 פרסם רשימה של 25 יסודות וכמאה איזוטופים שנמצאה עדות להיווצרותם בביקוע.
אישיותו הנחרצת של האן איפשרה לו ולאשתו אדית, שהיו מלכתחילה ממתנגדי הנאציזם, לעמוד לעזרת חברים רבים במכון המחקר שהיו נתונים בסכנת גיוס לחזית או בסכנת גירוש. כבר בתחילת 1934 התפטר האן ממשרת ההוראה שלו באוניברסיטת הומבולדט בברלין לאות מחאה על פיטוריהם של עמיתיו היהודיים, ובמיוחד של ליזה מייטנר.
עם תום המלחמה בשנת 1945 נעצר האן בידי יחידה מיוחדת של בנות הברית, והוחזק ביחד עם תשעה פיזיקאים גרמנים אחרים (ביניהם מקס פון לאואה, ורנר הייזנברג וקרל פרידריך פון וייצזקר) ב-Farm Hall בקרבת קיימברידג' באנגליה, בחשד שעבדו על פרויקט גרעין נאצי. בהיותם במעצר שמעו המדענים הגרמנים על הטלת פצצות האטום על הירושימה ונגסאקי. רוחו של האן סערה בקרבו, משום שכמגלה הביקוע הגרעיני חש באחריות למוות ולסבל שהיו עתה מנת חלקם של מאות אלפי יפנים. בינואר 1946 הורשתה קבוצת הפיזיקאים לשוב לאדמת גרמניה.
פרס נובל לכימיה.
בשנת 1945, בעודו מוחזק בחקירה באנגליה, הודיעה האקדמיה השוודית המלכותית למדעים על הענקת פרס נובל לכימיה לשנת 1944 לאוטו האן, "על גילוי הביקוע של גרעיני אטומים כבדים". ליזה מייטנר כתבה בנובמבר 1945 לחברתה, "האן הרוויח ביושר מלא את הזכות לפרס נובל לכימיה, אין בכך שום ספק. עם זאת אני סבורה כי (אוטו) פריש ואני תרמנו תרומה לא חסרת-ערך להבנת תהליך ביקוע האורניום - האן היה רחוק מלהבין מה מחולל את התהליך ואת העובדה שהוא קשור בשחרור אנרגיה רבה כל כך". את הפרס עצמו קיבל בטקס רק שנה מאוחר יותר, לאחר שהחשד לשיתוף הפעולה עם הנאצים הוסר ממנו והוא הורשה לחזור לגרמניה.
המאבק נגד נשק אטומי וניסויים בו.
בשנים 1948 עד 1960 כיהן האן כנשיאו הראשון של מכון מקס פלאנק למדעים, שזה עתה הוקם. בזכות פועלו של האן והמוניטין המדעי הבינלאומי שלו, הצליח המכון להשיב לעצמו את היוקרה של קודמו, מכון הקייזר וילהלם.
כבר בסמוך לאחר מלחמת העולם השנייה יצא האן כנגד השימוש באנרגיה אטומית לצרכים צבאיים, וזאת תחת הרושם הקשה שהותירו בו הפצצות הערים הירושימה ונגסאקי בשלהי המלחמה. הוא ראה בשימוש שנעשה בתגליותיו המדעיות פשע של ממש. ביחד עם אחרים, היה בין יזמיה של הצהרת מיינאו משנת 1955, בה הזהירו זוכי פרס נובל רבים מפני הסכנה שבנשק הגרעיני והזהירו את מדינות העולם מפני השימוש באלימות כ"המשכה הישיר של המדיניות". בשנת 1957 היה גם בין מחבריה של הצהרת גטינגן שבה התנגדו הוא ועוד 17 מדעני אטום מערב-גרמניים להתחמשותה הגרעינית של ארצם. כעבור שנה חתם ביחד עם אלברט שווייצר על קריאתו של לינוס פאולינג לאומות המאוחדות "לחתימתו המיידית של הסכם בינלאומי להפסקה כלל-עולמית של הניסויים בנשק גרעיני". עד מותו המשיך להזהיר פעמים רבות מפני הסכנות שבמירוץ החימוש הגרעיני של המעצמות ומפני זיהומו הגרעיני של כדור הארץ. החל משנת 1957 הציעו ארגונים בינלאומיים רבים להעניק להאן את פרס נובל לשלום. לינוס פאולינג, חתן הפרס בשנת 1962, כינה את האן "אחת מדמויות המופת" שלו.
הוקרה והנצחה.
האן זכה במהלך חייו לכיבודים ועיטורים אקדמיים וממלכתיים רבים בכל רחבי תבל, ביניהם נשיא הכבוד של מכון מקס פלאנק בשנת 1960 וחבר של כבוד ב-45 אקדמיות וארגונים מדעיים אחרים. כן הוענקו לו 37 עיטורים לאומיים ובינלאומיים, ביניהם עיטור פור לה מריט לימי שלום, קצין בלגיון הכבוד הצרפתי, פרס פאראדיי של החברה הבריטית לכימיה ומדליית הזהב של האקדמיה של הוותיקן. בשנת 1966 הוענק לו פרס אנריקו פרמי על ידי נשיא ארצות הברית לינדון ג'ונסון, ביחד עם ליזה מייטנר ופריץ שטרסמן. מנגד, סירב האן לקבל את אזרחות הכבוד של העיר מגדבורג, אז במזרח גרמניה, וכן חברות כבוד באקדמיה הסובייטית למדעים.
האן מת בגיל 89 בגטינגן ב-28 ביולי 1968, ונקבר בבית הקברות העירוני. על מצבת קברו נחקקה נוסחת ביקוע האורניום.
לאחר מותו.
שנתיים לאחר מותו הציעו חוקרים אמריקאיים לקרוא ליסוד הסינתטי החדש בעל המספר האטומי 105 "האניום", לזכרו של אוטו האן, אלא שבשנת 1997 נקבע שמו לבסוף "דובניום" לכבוד המכון המאוחד למחקר גרעיני בעיר דובנה שברוסיה.
בשנת 1964 נקראה על שמו אוניית המשא אוטו האן, אחת מארבע אניות משא המונעות באנרגיה גרעינית שנבנו עד כה, וכן שתי רכבות של הרכבת הגרמנית. שלושה עיטורים נושאים את שמו: פרס אוטו האן, מדליית אוטו האן, ומדליית אוטו האן לשלום.
האן מונצח במאות בתי ספר, רחובות, כיכרות, גשרים, דרכים, פסלים, אנדרטאות ולוחות זיכרון בכל רחבי גרמניה ובאירופה כולה. עשרות מדינות רבות הנפיקו בולים לזכרו.
בברלין נקרא "מכון האן-מייטנר למחקר גרעיני" בשמו ובשם שותפתו למחקר. בישראל נקרא בשנת 1974 אגף של מכון ויצמן "אגף אוטו האן".
האיגוד האסטרונומי הבינלאומי קרא על שמו של האן מכתש בירח ומכתש במאדים, ולאסטרואיד מספר 19126 קרא "Ottohahn". בהולנד נקרא על שמו זן חדש של ורד, ואילו בשנות החמישים והשישים רווח אף קוקטייל בשם "אוטו האן" העשוי מוויסקי ושרי.
על פי האוטוביוגרפיה שלו הוא היה פרוטסטנטי, ונלחם נגד אנטישמיות.
עזבונו המקצועי של אוטו האן הועבר לניהולו של מכון מקס פלאנק למדעים.
Command and conquer
שקיעתה ונפילתה של הקיסרות הרומאית
שקיעתה ונפילתה של הקיסרות הרומאית (אנגלית: "The Decline and Fall of the Roman Empire") הוא ספר היסטוריה מקיף ביותר העוסק באימפריה הרומית. את הספר כתב ההיסטוריון אדוארד גיבון בין השנים 1765–1788, באנגליה.
היקפו של הספר ומבנהו.
הספר כולל שישה כרכים שבהם בסך הכל כשלושת אלפים עמודים, הסוקרים את האימפריה הרומית משנת 100 לספירה ועד 1500. הספר כולל את ההיסטוריה של רומא מ"חמשת הקיסרים הטובים" (האנטונינים) ועד הכחדת הקיסרות במערב (במאה החמישית לספירה), את הקיסרות הביזנטית, מראשיתה ועד סופה ב-1453, את כל העמים והאומות, אשר גבלו בקיסרות, את עליית האסלאם, את הקיסרות הרומית הקדושה, שקמה בגרמניה וירשה את מקומה של האימפריה הרומית במערב אירופה ואת מסעי הצלב. למעשה זאת ההיסטוריה של תולדות המערב (והמזרח הנוגע במערב) בימי הביניים.
לעברית תורגם, בהשמטות מסוימות וקיצורים (על ידי אריה ענבי עבור הוצאת ס"ז (ספרי זהב) בשנת 1955) הכרך הראשון בלבד, העוסק בקיסרות הרומית בין הקיסרים האנטונינים ועד הכחדתה במערב. לתרגום צורף נספח ובו קטעים בעלי עניין משאר הכרכים.
מביוגרפיה של גיבון שערך ד' מ' לואו (D.M. Low) עולה כי גיבון התחיל להתעניין בתולדות רומא עוד בנעוריו וכבר כבן שלוש עשרה התלהב מהנושא. בעקבות תשוקתו נסע בגיל 27 לאירופה והגיע לרומא. בתחילה חשב לכתוב רק את תולדות העיר רומא, כפי שהוא עצמו מעיד, במכתב שכתב לאביו מרומא:
לאחר מכן החליט להרחיב את יריעת הספר ולכלול בו את תולדות הקיסרות כולה.
הכרך הראשון יצא לאור בפברואר 1776. הכרך השני והשלישי יצאו לאור בשנת 1781, שלושת האחרונים בשנת 1788.
התזה המרכזית.
גיבון מבסס בספרו את הטענה שנפילת האימפריה הרומית לא הייתה אירוע יחיד וחד אלא תהליך מתמשך של שקיעה והתפוררות. גיבון הוא מוביל הדעה, שמאז ימיו נחשבת למרכזית, ששקיעתה של רומא נגרמה כתוצאה מכך שהרומאים מסרו את הגנתם בידי עבדים ברבריים, ואלו תפסו אף את כס הקיסר.